Tính chất vận chuyển của khí điện tử hai chiều trong giếng thế SiGe/Si/SiGe dưới ảnh hưởng của nhiệt độ và từ trường

Abstract

The mobility of two-dimensional electron gas in SiGe/Si/SiGe quantum well at finite temperatures is investigated for two cases: with and without in-plane magnetic field, considering two scattering mechanisms: remote charged-impurity and interface-roughness scattering. Exchange-correlation effects and multiple–scattering effects are also taken into account. The dependence of critical density of the metal–insulator transition on the carrier density, layer thickness, remote doping distance, temperature and magnetic field are studied. For temperatures lesser than 2 K, the calculation is in good agreement with previous results. The results can be used as guideline to grow Sillicon samples and control the temperature of system when measuring critical density and obtain information about the scattering mechanisms in the SiGe/Si/SiGe quantum well.

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát độ linh động của khí điện tử hai chiều trong một giếng lượng tử SiGe/Si/SiGe tại nhiệt độ bất kỳ khi không có từ trường và khi bị phân cực bởi từ trường, xem xét tới hai cơ chế tán xạ: tán xạ tạp chất xa và tán xạ giao diện nhám có tính tới hiệu ứng tương quan–trao đổi và hiệu chỉnh trường cục bộ. Bên cạnh đó, sự phụ thuộc của mật độ tới hạn vào mật độ hạt tải, bề rộng giếng thế, khoảng cách lớp tạp chất, nhiệt độ và từ trường cũng được nghiên cứu. Tại nhiệt độ dưới 2 K, kết quả nghiên cứu này phù hợp với các kết quả đi trước. Các kết quả này có thể sử dụng để định hướng thực nghiệm trong việc nuôi cấy mẫu và kiểm soát nhiệt độ của hệ khi đo đạc mật độ tới hạn và thông tin về các cơ chế tán xạ trong giếng lượng tử SiGe/Si/SiGe.