REGIMES OF ELECTRONIC TRANSPORT IN DOPED InAs NANOWIRE

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

We report on the low temperature measurements of the magnetotransport in Si-doped InAs quantum wire in the presence of a charged tip of an atomic force microscope serving as a mobile gate, i.e. scanning gate microscopy (SGM). By altering the carrier concentration with back gate voltage, we transfer the wire through several transport regimes: from residual Coulomb blockade to nonlinear resonance regime, followed by linear resonance regime and, finally, to almost homogeneous diffusion regime. We demonstrate direct relations between patterns measured with scanning gate microscopy and spectra of universal conductance fluctuations in the dependence of conductance on magnetic field (R-1(B)). Additionally, a clear sign of fractal behavior of R-1(B) curve is observed for non-linear and linear resonance transport regimes.

About the authors

A. A. Zhukov

Osipyan Institute of Solid State Physics RAS

Email: azhukov@issp.ac.ru
Russian Federation, 142432, Chernogolovka

I. E. Batov

Osipyan Institute of Solid State Physics RAS; Faculty of Physics, National Research University Higher School of Economics

Author for correspondence.
Email: azhukov@issp.ac.ru
Russian Federation, 142432, Chernogolovka; 101000, Moscow

References

  1. S. Datta, Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge Univ. Press, Cambridge (1995).
  2. B. L. Altshuler and A. G. Aronov, in Electron-Electron Interactions in Disordered Conductors, ed. by A. J. Efros and M. Pollack, Elsevier Sci., North-Holland (1985).
  3. А. А. Жуков, К. Фольк, Т. Шеперс, ЖЭТФ 161, 116 (2022) [A. A. Zhukov, Ch. Volk, and Th. Sch¨apers, JETP 134, 95 (2022)].
  4. Y. Imry, Introduction to Mesoscopic Physics, Oxford Univ. Press, Oxford (1997).
  5. B. L. Altshuler, Pisma v Zh. Eksp. Teor. Fiz. 41 , 530 (1985) [JETP Lett. 41, 648 (1985)].
  6. P. A. Lee, A. D. Stone, and H. Fukuyama, Phys. Rev. B 35, 1039 (1987).
  7. C. W. J. Beenakker and H. van Houten, Phys. Rev. B 37, 6544 (1988).
  8. R. Ketzmerick, Phys. Rev. B 54, 10841 (1996).
  9. B. B. Mandelbrot, The Fractal Geometry of Nature, Freeman, San Francisco (1982).
  10. M. Jannsen, Int. J. Mod. Phys. B 08, 943 (1994).
  11. F. Evers and A. D. Mirlin, Rev. Mod. Phys. 80, 1355 (2008).
  12. A. H. Hegger, B. Huckestein, K. Hecker, M. Janssen, A. Freimuth, G. Reckziegel, and R. Tuzinski, Phys. Rev. Lett. 77, 3885 (1996).
  13. C. A. Marlow, R. P. Taylor, T. P. Martin, B. C. Scannell, H. Linke, M. S. Fairbanks, G. D. R. Hall, I. Shorubalko, L. Samuelson, T. M. Fromhold, C. V. Brown, B. Hackens, S. Faniel, C. Gustin, V. Bayot, X. Wallart, S. Bollaert, and A. Cappy, Phys. Rev. B 73, 195318 (2006).
  14. K. R. Amin, S. S. Ray, N. Pal et al., Commun. Phys. 1, 1 (2018); https://doi.org/10.1038/s42005-017-0001-4.
  15. S. Wirths, K. Weis, A. Winden, K. Sladek, Ch. Volk, S. Alagha, T. E. Weirich, M. von der Ahe, H. Hardtdegen, H. Lu¨th, N. Demarina, D. Gru¨tzmacher, and Th. Sch¨apers, J. Appl. Phys. 110, 053709 (2011).
  16. M. Akabori, K. Sladek, H. Hardtdegen, Th. Sch¨apers, and D. Gru¨tzmacher, J. Cryst. Growth 311, 3813 (2009).
  17. A. A. Zhukov, Instrum. Exp. Tech. 51, 130 (2008).
  18. K. Weis, St. Wirths, A. Winden, K. Sladek, H. Hardtdegen, H. Lu¨th, D. Gru¨tzmacher, and Th. Sch¨apers, Nanotechnology 25, 135203 (2014).
  19. O. Wunnicke, Appl. Phys. Lett. 89, 083102 (2006).
  20. V. F. Gantmakher, Electrons and Disorder in Solids, Oxford Univ. Press, Oxford (2005).
  21. M. T. Woodside and P. L. McEuen, Science 296, 1098 (2002).
  22. A. A. Zhukov, Ch. Volk, A. Winden, H. Hardtdegen, and Th. Sch¨apers, J. Phys. Condens. Matter 26, 165304 (2014).
  23. A. C. Bleszynski, F. A. Zwanenburg, R. M. Westervelt, A. L. Roest, E. P. A. M. Bakkers, and L. P. Kouwenhoven, Nano Lett. 7, 2559 (2005).
  24. S. Dhara, H. S. Solanki, V. Singh, A. Narayanan, P. Chaudhari, M. Gokhale, A. Bhattacharya, and M. M. Deshmukh, Phys. Rev. B 79, 121311(R) (2009).
  25. P. Roulleau, T. Choi, S. Riedi, T. Heinzel, I. Shorubalko, T. Ihn, and K. Ensslin, Phys. Rev. B 81, 155449 (2010).
  26. Ch. Bl¨omers, M. I. Lepsa, M. Luysberg, D. Gru¨tzmacher, H. Lu¨th, and Th. Sch¨apers, Nano Lett. 11, 3550 (2011).
  27. E. E. Boyd, K. Storm, L. Samuelson, and R. M. Westervelt, Nanotechnology 22, 185201 (2011).
  28. L. B. Wang, J. K. Guo, N. Kang, D. Pan, S. Li, D. Fan, J. Zhao, and H. Q. Xu, Appl. Phys. Lett. 106, 173105 (2015).
  29. K. Takase, Y. Ashikawa, G. Zhang, K. Tateno, and S. Sasaki, Sci. Rep. 7, 930 (2017).
  30. D. Liang, J. Du, and X. P. A. Gao, Phys. Rev. B 81, 153304 (2010).
  31. A. Makarovski, J. Liu, and G. Finkelstein, Phys. Rev. Lett. 99, 066801 (2007).
  32. L. B. Wang, D. Pan, G. Y. Huang, J. Zhao, N. Kang, and H. Q. Xu, Nanotechnology 30, 124001 (2019).
  33. H. Lu¨th, Ch. Bl¨omers, Th. Richter, J. Wensorra, S. Est´evez Hern´andez, G. Petersen, M. Lepsa, Th. Sch¨apers, M. Marso, M. Indlekofer, R. Calarco, R. Demarina, and D. Gru¨tzmacher, Phys. Stat. Sol. C 7, 386 (2010).
  34. H. Haucke et al., Phys. Rev. B 41, 12454 (1990).
  35. A. A. Zhukov et al., JETP 115, 1062 (2012).
  36. A. A. Zhukov et al., JETP 116, 138 (2013).
  37. A. A. Zhukov, Ch. Volk, A. Winden, H. Hardtdegen, and Th. Sch¨apers, J. Phys. Cond. Matt. 26, 165304 (2014).
  38. B. L. Altshuler, Y. Gefen, A. Kamenev, and L. S. Levitov, Phys. Rev. Lett. 78, 2803 (1997).
  39. A. D. Mirlin and Y. V. Fyodorov, Phys. Rev. B 56, 13393 (1997).
  40. B. L. Altshuler, V. E. Kravtsov, and I. V. Lerner, JETP Lett. 45, 199 (1987).
  41. B. A. Muzykantskii and D. E. Khmelnitskii, Phys. Rev. B 51, 5480 (1995).
  42. A. D. Mirlin, JETP Lett. 62, 603 (1995).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».