Исследование спин-орбитального взаимодействия в гетеропереходах Zno/MgxZ>n1−xO посредством спектроскопии спинового резонанса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Было проведено подробное исследование спин-орбитального взаимодействия в серии содержащих двумерную электронную систему гетеропереходов ZnO/MgxZn1-xO со структурой вюрцита. Константы спин-орбитального взаимодействия определялись из анализа обусловленной спин-орбитальным взаимодействием модификации одночастичного g-фактора в режиме квантового эффекта Холла. Величина g-фактора при этом с высокой точностью измерялась посредством методики электронного спинового резонанса в широких диапазонах магнитных полей и частот электромагнитного излучения. Константы спин-орбитального взаимодействия были определены для серии образцов с различной концентрацией Mg, что позволило получить зависимость константы спин-орбитального взаимодействия от двумернойплотности электронов n. Измеренная величина константы лежала в диапазоне 0.5 - 0.8 meV×˚A и до-= 0.5 мэВ ˚ ˚× A и γ = 0.12 эВ ×статочно слабо зависела от n. Аппроксимация экспериментальных данных позволила определить коэффициенты α 03A , задающие линейный и кубический по волновому вектору вклады в спин-орбитальное взаимодействие, соответственно. Эти значения были соотнесены с результатами, полученными другими научными группами.

Об авторах

А. Р Хисамеева

Институт физики твердого тела РАН

Email: akhisameeva@issp.ac.ru

А. В Щепетильников

Институт физики твердого тела РАН

Email: akhisameeva@issp.ac.ru

А. А Дремин

Институт физики твердого тела РАН

Email: akhisameeva@issp.ac.ru

И. В Кукушкин

Институт физики твердого тела РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: akhisameeva@issp.ac.ru

Список литературы

  1. M. Konig, S. Wiedmann, C. Br¨une, A. Roth, H. Buhmann, L.W. Molenkamp, X.-L. Qi, and S.-C. Zhang, Science 318, 766 (2007).
  2. J. Sinova, S.O. Valenzuela, J. Wunderlich, C.H. Back, and T. Jungwirth, Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015).
  3. M. Z. Hasan, and C. L. Kane, Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010).
  4. S. Nadj-Perge, I.K. Drozdov, J. Li, H. Chen, S. Jeon, J. Seo, A.H. MacDonald, B.A. Bernevig, and A. Yazdani, Science 346, 602 (2014).
  5. М.И. Дьяконов, В.И. Перель, ФТТ 13(12), 3581 (1971).
  6. S. Datta and B. Das, Appl. Phys. Lett. 56 665 (1990).
  7. L.C. Lew, Y. Voon, M. Willatzen, M. Cardona, and N.E. Christensen, Phys. Rev. B 53, 10703 (1996).
  8. J.R. de Laeter, J.K. B¨ohlke, P. De Bi'evre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J.R. Rosman, and P.D.P. Taylor, Pure Appl. Chem. 75, 683 (2003).
  9. M. Fanciulli (editor), Electron Spin Resonance and Related Phenomena in Low Dimensional Structures, Springer, Berlin (2009).
  10. U.K. Mishra, P. Parikh, and W. Yi-Feng, Proc. IEEE 90, 1022 (2002).
  11. K. Koike, K. Hama, I. Nakashima, G. Takada, M. Ozaki, K. Ogata, S. Sasa, M. Inoue, and M. Yano, Jpn. J. Appl. Phys. 43 L1372 (2004).
  12. K. Ellmer, J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 3097 (2001).
  13. D.C. Look, Semicond. Sci. Technol. 20, S55 (2005).
  14. V.E. Kozlov, A.B. Van'kov, S. I. Gubarev, I.V. Kukushkin, V.V. Solovyev, J. Falson, D. Maryenko, Y. Kozuka, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, and J.H. Smet, Phys. Rev. B 91, 085304 (2015).
  15. A.V. Shchepetilnikov, Yu.A. Nefyodov, A.A. Dremin, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 107, 770 (2018).
  16. V.V. Solovyev and I.V. Kukushkin, Phys. Rev. B. 96, 115131 (2017).
  17. A.B. Van'kov, B.D. Kaysin, and I.V. Kukushkin, Phys. Rev. B. 98, 121412(R) (2018).
  18. А.Б. Ваньков, Б.Д. Кайсин, И.В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 110(4), 268 (2019).
  19. Б.Д. Кайсин, А.Б. Ваньков, И.В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 112(1), 62?67 (2020).
  20. А.Б. Ваньков, И.В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 113(2), 112 (2021).
  21. A.V. Shchepetilnikov, A.R. Khisameeva, and Y.A. Nefyodov, JETP Lett. 113, 657 (2021).
  22. J. Falson, I. Sodemann, B. Skinner, D. Tabrea, Y. Kozuka, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, K. von Klitzing, and J.H. Smet, Nat. Mater. 21, 311 (2022).
  23. W.T. Wang, C. Wu, S. Tsay, M. Gau, I. Lo, H. Kao, D. Jang, and J.-C. Chiang, Appl. Phys. Lett. 91, 082110 (2007).
  24. J. Fu and M. Wu, J. Appl. Phys. 104, 093712 (2008).
  25. J. Fu, P.H. Penteado, D.R. Candido, G. J. Ferreira, D.P. Pires, E. Bernardes, and J.C. Egues, Phys. Rev. B 101, 134416 (2020).
  26. D. Maryenko, M. Kawamura, A. Ernst, V.K. Dugaev, E.Ya. Sherman, M. Kriener, M. S. Bahramy, Y. Kozuka, and M. Kawasaki, Nat. Commun. 12(1), 3180 (2021).
  27. T. Schaepers, N. Thillosen, S. Cabanas, N. Kaluza, V.A. Guzenko, and H. Hardtdegen, Phys. Status Solidi (c) 3, 4247 (2006).
  28. S. Brosig, K. Ensslin, R. J. Warburton, C. Nguyen, B. Brar, M. Thomas, and H. Kroemer, Phys. Rev. B 60, R13989(R) (1999).
  29. Y. J. Chung, K.W. Baldwin, K.W. West, N. Haug, J. van de Wetering, M. Shayegan, and L.N. Pfeiffer, Nano Lett. 19, 1908 (2019).
  30. G.-H. Chen and M.E. Raikh, Phys. Rev. B 60, 4826 (1999).
  31. A.V. Shchepetilnikov, A.R. Khisameeva, A.A. Dremin, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 115, 548 (2022).
  32. Y. Kozuka, S. Teraoka, J. Falson, A. Oiwa, A. Tsukazaki, S. Tarucha, and M. Kawasaki, Phys. Rev. B 87, 205411 (2013).
  33. T. Andrearczyk, J. Jaroszy'nski, G. Grabecki, T. Dietl, T. Fukumura, and M. Kawasaki, Phys. Rev. B 72, 121309(R) (2005).
  34. J. Betancourt, J. J. Saavedra-Arias, J.D. Burton, Y. Ishikawa, E.Y. Tsymbal, and J. P. Velev, Phys. Rev. B 88, 085418 (2013).
  35. V.V. Solovyev, A.B. Van'kov, I.V. Kukushkin, J. Falson, D. Zhang, D. Maryenko, Y. Kozuka, A. Tsukazaki, J.H. Smet, and M. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 106, 082102 (2015).
  36. J. Falson and M. Kawasaki, Rep. Prog. Phys. 81, 056501 (2018).
  37. Y. Kozuka, A. Tsukazaki, and M. Kawasaki, Appl. Phys. Rev. 1, 011303 (2014).
  38. D. Stein, K. von Klitzing, and G. Weimann, Phys. Rev. Lett. 51, 130 (1983).
  39. A.V. Shchepetilnikov, D.D. Frolov, Y.A. Nefyodov, I.V. Kukushkin, L. Tiemann, C. Reichl, W. Dietsche, and W. Wegscheider, JETP Lett. 108, 481 (2018).
  40. A.V. Shchepetilnikov, D.D. Frolov, V.V. Solovyev, Y.A. Nefyodov, A. Großer, T. Mikolajick, S. Schmult, and I.V. Kukushkin, Appl. Phys. Lett. 113, 052102 (2018).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

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».