Memory Effects in the Magnetoresistance of Two-Component Electron Systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The theory of the magnetotransport in a two-component electron system with rare macroscopic defects has been developed. In such a system, the classical memory effects in the scattering of electrons by defects and a slow transfer of electrons between the components of the liquid occurring due to the electron–electron scattering play a decisive role. It has been shown that the flow regime depends on the ratio of the sample width to the characteristic internal length, which is determined by the rate of electron transfer between the components. In samples wider than the internal length, the flow of the two-component liquid as a whole is formed within the bulk of the sample and is described by the corresponding Drude formulas taking into account memory effects. In this case, the magnetoresistance is positive at low magnetic fields and negative at high fields. In samples narrower than the characteristic length, the transfers involving a change in the type of electrons do not provide enough time to form a unified liquid. As a result, the flows of different components are independent and described by their own conductivities, taking into account the memory effects, while the magnetoresistance is strictly negative.

About the authors

K. S. Denisov

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: denisokonstantin@gmail.com
Russian Federation, St. Petersburg, 194021

K. A. Baryshnikov

Ioffe Institute

Email: pavel.alekseev@mail.ioffe.ru
St. Petersburg, 194021 Russia

P. S. Alekseev

Ioffe Institute

Author for correspondence.
Email: pavel.alekseev@mail.ioffe.ru
St. Petersburg, 194021

References

  1. E. M. Baskin, L. N. Magarill, and M. V. Entin, Sov. Phys. JETP 48, 365 (1978).
  2. A. V. Bobylev, F. A. Maao, A. Hansen, and E. H. Hauge, Phys. Rev. Lett. 75, 197 (1995).
  3. A. V. Bobylev, F. A. Maa, A. Hansen, and E. H. Hauge, J. Stat. Phys. 87, 1205 (1997).
  4. A. Dmitriev, M. Dyakonov, and R. Jullien, Phys. Rev. B 64, 233321 (2001).
  5. A. Dmitriev, M. Dyakonov, and R. Jullien, Phys. Rev. Lett. 89, 266804 (2002).
  6. V. V. Cheianov, A. P. Dmitriev, and V. Yu. Kachorovskii, Phys. Rev. B 70, 245307 (2004).
  7. D. G. Polyakov, F. Evers, A. D. Mirlin, P. W¨ol e, Phys. Rev. B 64, 205306 (2001).
  8. A. D. Mirlin, D. G. Polyakov, F. Evers, and P. W¨ol e, Phys. Rev. Lett. 87, 126805 (2001).
  9. F. Evers, A. D. Mirlin, D. G. Polyakov, and P. W¨ol e, Physica E 12, 260 (2002).
  10. L. Bockhorn, P. Barthold, D. Schuh, W. Wegscheider, and R. J. Haug, Phys. Rev. B 83, 113301 (2011).
  11. A. T. Hatke, M. A. Zudov, J. L. Reno, L. N. Pfei er, and K. W. West, Phys. Rev. B 85, 081304 (2012).
  12. L. Bockhorn, I. V. Gornyi, D. Schuh, C. Reichl, W. Wegscheider, and R. J. Haug, Phys. Rev. B 90, 165434 (2014).
  13. R. G. Mani, A. Kriisa, and W. Wegscheider, Sci. Rep. 3, 2747 (2013).
  14. Q. Shi, P. D. Martin, Q. A. Ebner, M. A. Zudov, L. N. Pfei er, and K. W. West, Phys. Rev. B 89, 201301 (2014).
  15. X. Wang, P. Jia, R. R. Du, L. N. Pfei er, K. W. Baldwin, and K. W. West, Phys. Rev. B 106, L241302 (2022).
  16. P. S. Alekseev, Phys. Rev. Lett. 117, 166601 (2016).
  17. B. Horn-Cosfeld, J. Schluck, J. Lammert, M. Cerchez, T. Heinzel, K. Pierz, H. W. Schumacher, and D. Mailly, Phys. Rev. B 104, 045306 (2021).
  18. J. A. Sulpizio, L. Ella, A. Rozen et al. (Collaboration), Nature 576, 75 (2019).
  19. M. J. H. Ku, T. X. Zhou, Q. Li et al. (Collaboration), Nature 583, 537 (2020).
  20. G. M. Gusev, A. D. Levin, E. V. Levinson, and A. K. Bakarov, Phys. Rev. B 98, 161303 (2018).
  21. T. Sca di, N. Nandi, B. Schmidt, A. P. Mackenzie, and J. E. Moore, Phys. Rev. Lett. 118, 226601 (2017).
  22. T. Holder, R. Queiroz, T. Sca di et al. (Collaboration) Phys. Rev. B 100, 245305 (2019).
  23. A. N. Afanasiev, P. S. Aleksseev, A. A. Greshnov, and M. A. Semina, Phys. Rev. B 104, 195415 (2021).
  24. А. Н. Афанасьев, П. С. Алексеев, А. А. Грешнов, М. А. Семина, ФТП 55, 566 (2021).
  25. P. S. Alekseev and M. A. Semina, Phys. Rev. B 98, 165412 (2018).
  26. P. S. Alekseev and M. A. Semina, Phys. Rev. B 100, 125419 (2019).
  27. P. S. Alekseev, A. P. Dmitriev, I. V. Gornyi, V. Yu. Kachorovskii, B. N. Narozhny, M. Schutt, and M. Titov, Phys. Rev. Lett. 114, 156601 (2015).
  28. P. S. Alekseev, A. P. Dmitriev, I. V. Gornyi, V. Yu. Kachorovskii, B. N. Narozhny, M. Schutt, and M. Titov, Phys. Rev. B 95, 165410 (2017).
  29. П. С. Алексеев, И. В. Горный, А. П. Дмитриев, В. Ю. Качоровский, М. А. Семина, ФТП 51, 798 (2017).
  30. Y. Dai, K. Stone, I. Knez et al. (Collaboration) Phys. Rev. B 84, 241303 (2011).
  31. O. V. Dimitrova and V. E. Kravtsov, JETP Lett. 86, 670 (2007).
  32. N. M. Chtchelkatchev and I. S. Burmistrov, Phys. Rev. Lett. 100, 206804 (2008).
  33. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Статистическая физика, Наука, М. (1976).
  34. Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский, Статистическя физика, ч. 2, Наука, М. (1976).
  35. В. И. Фалько, Д. Е. Хмельницкий, ЖЭТФ 95, 1988 (1989).
  36. П. С. Алексеев, ФТП 56, 866 (2022).
  37. K. S. Denisov, K. A. Baryshnikov, P. S. Alekseev, and N. S. Averkiev, J. Phys.: Condens. Matter 33, 385802 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».