Fisica delle nanostrutture a doppio strato
Autore
Andrea Donarini - Università degli Studi di Milano - [1999-00]
Documenti
Abstract
Le nanostrutture a doppio strato sono sottili deposizioni alternate di semiconduttori diversi. Con questi dispositivi si possono generare gas di elettroni bidimensionali.
Molti fenomeni sono stati studiati utilizzando queste strutture: in particolare il Coulomb drag. Si tratta del trascinamento di elettroni dovuto al trasferimento di momento tra elettroni di un layer e quelli dell'altro.
La corrente in un layer può così causare una tensione sull'altro. Quando il campione di misura è inserito in un forte campo magnetico ortogonale i livelli energetici di ciascun layer sono quantizzati (livelli di Landau). Per particolari fattori di riempimento relativi dei due strati si può osservare una inversione di polarità nella tensione del layer "trascinato".
Dal punto di vista teorico si affronta il problema del calcolo della resistività di drag partendo dalla formula di Kubo e sviluppandola fino al primo ordine perturbativo non nullo nella interazione coulombiana (il secondo). Si tiene conto degli ordini superiori al secondo nel potenziale efficace calcolato in RPA. Si propone una spiegazione qualitativa del drag negativo che fa leva sulla presenza di una densità non nulla di buche in prossimità del potenziale chimico quando quest'ultimo è vicino al bordo superiore di una banda di Landau. Il tutto è dovuto a livelli di impurezza localizzati con energia compresa tra una banda e l'altra di Landau. Stiamo cercando di fare una trattazione quantitativa di questo modello per poter confrontare più direttamente i risultati sperimentali con le previsioni teoriche.
Molti fenomeni sono stati studiati utilizzando queste strutture: in particolare il Coulomb drag. Si tratta del trascinamento di elettroni dovuto al trasferimento di momento tra elettroni di un layer e quelli dell'altro.
La corrente in un layer può così causare una tensione sull'altro. Quando il campione di misura è inserito in un forte campo magnetico ortogonale i livelli energetici di ciascun layer sono quantizzati (livelli di Landau). Per particolari fattori di riempimento relativi dei due strati si può osservare una inversione di polarità nella tensione del layer "trascinato".
Dal punto di vista teorico si affronta il problema del calcolo della resistività di drag partendo dalla formula di Kubo e sviluppandola fino al primo ordine perturbativo non nullo nella interazione coulombiana (il secondo). Si tiene conto degli ordini superiori al secondo nel potenziale efficace calcolato in RPA. Si propone una spiegazione qualitativa del drag negativo che fa leva sulla presenza di una densità non nulla di buche in prossimità del potenziale chimico quando quest'ultimo è vicino al bordo superiore di una banda di Landau. Il tutto è dovuto a livelli di impurezza localizzati con energia compresa tra una banda e l'altra di Landau. Stiamo cercando di fare una trattazione quantitativa di questo modello per poter confrontare più direttamente i risultati sperimentali con le previsioni teoriche.
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