Issledovanie spin-orbital'nogo vzaimodeystviya v geteroperekhodakh Zno/MgxZ>n1−xO posredstvom spektroskopii spinovogo rezonansa
- 作者: Khisameeva A.1, Shchepetil'nikov A.1, Dremin A.1, Kukushkin I.1
-
隶属关系:
- 期: 卷 117, 编号 9-10 (5) (2023)
- 页面: 689-694
- 栏目: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/145208
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823090082
- EDN: https://elibrary.ru/BPMOSQ
- ID: 145208
如何引用文章
详细
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.
参考
- 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).
- J. Sinova, S.O. Valenzuela, J. Wunderlich, C.H. Back, and T. Jungwirth, Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015).
- M. Z. Hasan, and C. L. Kane, Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010).
- 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).
- М.И. Дьяконов, В.И. Перель, ФТТ 13(12), 3581 (1971).
- S. Datta and B. Das, Appl. Phys. Lett. 56 665 (1990).
- L.C. Lew, Y. Voon, M. Willatzen, M. Cardona, and N.E. Christensen, Phys. Rev. B 53, 10703 (1996).
- 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).
- M. Fanciulli (editor), Electron Spin Resonance and Related Phenomena in Low Dimensional Structures, Springer, Berlin (2009).
- U.K. Mishra, P. Parikh, and W. Yi-Feng, Proc. IEEE 90, 1022 (2002).
- 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).
- K. Ellmer, J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 3097 (2001).
- D.C. Look, Semicond. Sci. Technol. 20, S55 (2005).
- 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).
- A.V. Shchepetilnikov, Yu.A. Nefyodov, A.A. Dremin, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 107, 770 (2018).
- V.V. Solovyev and I.V. Kukushkin, Phys. Rev. B. 96, 115131 (2017).
- A.B. Van'kov, B.D. Kaysin, and I.V. Kukushkin, Phys. Rev. B. 98, 121412(R) (2018).
- А.Б. Ваньков, Б.Д. Кайсин, И.В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 110(4), 268 (2019).
- Б.Д. Кайсин, А.Б. Ваньков, И.В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 112(1), 62?67 (2020).
- А.Б. Ваньков, И.В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 113(2), 112 (2021).
- A.V. Shchepetilnikov, A.R. Khisameeva, and Y.A. Nefyodov, JETP Lett. 113, 657 (2021).
- 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).
- 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).
- J. Fu and M. Wu, J. Appl. Phys. 104, 093712 (2008).
- 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).
- 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).
- T. Schaepers, N. Thillosen, S. Cabanas, N. Kaluza, V.A. Guzenko, and H. Hardtdegen, Phys. Status Solidi (c) 3, 4247 (2006).
- S. Brosig, K. Ensslin, R. J. Warburton, C. Nguyen, B. Brar, M. Thomas, and H. Kroemer, Phys. Rev. B 60, R13989(R) (1999).
- 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).
- G.-H. Chen and M.E. Raikh, Phys. Rev. B 60, 4826 (1999).
- A.V. Shchepetilnikov, A.R. Khisameeva, A.A. Dremin, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 115, 548 (2022).
- Y. Kozuka, S. Teraoka, J. Falson, A. Oiwa, A. Tsukazaki, S. Tarucha, and M. Kawasaki, Phys. Rev. B 87, 205411 (2013).
- T. Andrearczyk, J. Jaroszy'nski, G. Grabecki, T. Dietl, T. Fukumura, and M. Kawasaki, Phys. Rev. B 72, 121309(R) (2005).
- J. Betancourt, J. J. Saavedra-Arias, J.D. Burton, Y. Ishikawa, E.Y. Tsymbal, and J. P. Velev, Phys. Rev. B 88, 085418 (2013).
- 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).
- J. Falson and M. Kawasaki, Rep. Prog. Phys. 81, 056501 (2018).
- Y. Kozuka, A. Tsukazaki, and M. Kawasaki, Appl. Phys. Rev. 1, 011303 (2014).
- D. Stein, K. von Klitzing, and G. Weimann, Phys. Rev. Lett. 51, 130 (1983).
- 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).
- 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).