Lista publikacji naukowych
Widok zawartości stron
Centrum SOLARIS
Nawigacja okruszkowa
Widok zawartości stron
Widok zawartości stron
Badania dwuwymiarowego gazu elektronowego 2DEG
Naukowcy z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego w ścisłej współpracy z naukowcami z linii URANOS badali dwuwymiarowy gaz elektronowy (2DEG) wytworzony na pasywowanej tellurem powierzchni InAs(110). W celu określenia oddziaływań wieloelektronowych w ramach 2DEG wykonano wysokorozdzielcze pomiary APRES w funkcji temperatury i gęstości 2DEG. Szczegółowej analizie poddano kształty pasm i ich poszerzenia.
Rysunek 1. Zestaw widm ARPES dla 2DEG na powierzchni Te/InAs(110) dla kilku różnych temperatur.
Ze względu na swoje niezwykłe i użyteczne właściwości układy z dwuwymiarowym gazem elektronowym są kluczowe dla współczesnej elektroniki cyfrowej. W ostatnim czasie zyskują również coraz większe zainteresowanie w kontekście proponowanych urządzeń dla spintroniki czy informatyki kwantowej.
W odróżnieniu od tradycyjnego podejścia, w którym 2DEG jest wytwarzany w złączu między dwoma materiałami (np. GaAs/AlGaAs), naukowcy wytworzyli 2DEG na powierzchni półprzewodnika InAs, co umożliwiło jego zbadanie za pomocą metody ARPES.
Rysunek 2. Widma ARPES powierzchni InAs zarejestrowane przy różnych energiach fotonów.
Wykonane w SOLARIS pomiary umożliwiły szczegółową analizę 2DEG na InAs(110) również w kontekście efektów wielociałowych. Zebrane w różnych temperaturach widma ARPES pozwoliły ustalić eksperymentalnie stałą oddziaływań elektron-fonon jako: λe-ph=0.034(2). Ustalono, że oddziaływania elektron-elektron są słabe i przysłaniane przez oddziaływania elektron-donor. Renormalizacje pasm wynikające z oddziaływań wielociałowych są zaniedbywalnie małe a efekty te manifestują się tylko poprzez poszerzenia pasm elektronowych.
Do opisu pasm elektronowych 2DEG wykorzystano obliczenia w schemacie Schroedingera-Poissona, z wykorzystaniem przybliżenia Thomasa Fermiego (SP/TF). Pokazano również, że kształty pasm odpowiadają bardzo blisko tzw. pasmom Kane’a, co wskazuje na istotność modelu kp Kane’a w kontekście opisu badanego systemu.
Rysunek 3. Eksperymentalne pasma elektronowe 2DEG (niebieskie punkty) oraz linie odpowiadające różnym modeli teoretycznym pasm. Na uwagę zasługują pasma Kane’a (czarne) i pasma SP/TF (magenta), które wykazują bardzo dobrą zgodność z danymi eksperymentalnymi.
Napisane przez: Dawid Wutke, Jacek J. Kołodziej
Polecamy również