Анотація до роботи:

Гладченко С. П. Квазіодновимірні електронні системи над рідким гелієм. Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата фізико-математичних наук за фахом 01.04.09 – Фізика низьких температур. На правах рукопису. Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б. И. Вєркіна НАН України, Харків, 2002.

У дисертації описаний спосіб реалізації одновимірної електронної системи над рідким гелієм, що дозволив створити систему максимально близьку до одновимірної. Використання нового підходу дозволило одержати зазначену низьковимірну систему високої чистоти й однорідності, що вигідно відрізняє її від низьковимірних систем, реалізованих на інших фізичних принципах.

Дослідження рухливості електронів, а також плазмової частоти вказали на можливість локалізації носіїв на випадковому потенціалі в квазіодномірній системі. Вивчення поведінки носіїв в магнітному полі показало, що в області газового розсіювання, для реалізованої системи характерне явище слабкої локалізації. При вивченні електронного переносу в магнітному полі в області температур, що відповідають электрон - риплонному розсіюванню даний ефект виявлений не був. Дослідження кінетичних характеристик, а також електронного транспорту в магнітному полі показали, що реализована система близька за своїми властивостями до одновимірної.

Основним результатом даної дисертаційної роботи є реалізація електронної системи близької до одновимірної і вивчення властивостей цієї системи. Застосування принципово нового підходу дозволило здійснити перехід від двовимірності до одновимірності, одержавши при цьому систему з яскраво вираженим одновимірним характером поведінки носіїв. В основу дисертації покладений ряд робіт, у яких докладно описані принципи побудови такої системи, проведені дослідження її кінетичних властивостей, у тому числі й у магнітному полі, розглянутий вплив зовнішніх факторів, що змінюють поводження носіїв і таке інше.

Основні результати роботи можна сформулювати таким чином:

1. Створена низьковимірна система з використанням поверхневих електронів над рідким гелієм по своїх характеристиках близька до одновимірної та проведені експерименти по її дослідженню. Використання нового підходу дозволило одержати низьковимірну систему високої чистоти й однорідності, що вигідно відрізняє її від аналогічних систем, реалізованих на напівпровідникових структурах. Важливою перевагою створеної системи є можливість одержання низьких концентрацій і створення одновимірної потенціальної ями достатньої глибини, що дозволяє домогтися максимально одновимірного характеру руху носіїв.

2. Проведено експерименти по вивченню кінетичних властивостей носіїв в електронній системі близькій до одновимірної. Дослідження виконувалися при концентрації носіїв n₀ = 3*10³ – 5*10⁴ см ^-1, температурному діапазоні Т = 0.4 – 1.8 К й ведучих полях до 100 мВ/см. Виміри рухливості електронів показали, що для чистої, бездефектної підкладки, за допомогою якої реалізувалася система близька до одновимірної, рухливість носіїв, що визначається їхньою взаємодією з атомами гелію в парі і риплонами, задовільно погоджується з теоретичним розрахунком, проведеним у припущенні відсутності локалізації. Показано, що для підкладок з зарядом або дефектами на її поверхні рухливість зменшується, а частота плазмових коливань, що поширюються в системі паралельних каналів, підвищується. Ефекти, що спостерігаються, можуть бути пояснені локалізацією в квазіодновимірній електронній системі на випадковому потенціалі і дифузійному русі носіїв з перескоками з одного локалізованого стану в інше.

3. Експериментально вивчені транспортні властивості носіїв в магнітному полі в електронній системі близькій до одновимірної в широкій області магнітних полів до 2.5 Т і температур Т = 0.5 – 2 К. Дослідження магнітоопору в області газового розсіювання показало, що для даної системи в інтервалі температур, що характеризується розсіюванням на атомах гелію, чітко спостерігаються ефекти слабкої локалізації, причому при порівнянні експериментальних результатів з теоретичними передбаченнями для систем поверхневих електронів найкраща згода спостерігається з теорією, що описує поводження носіїв в одновимірній системі. При вивченні електронного транспорту в магнітному полі в області риплонного розсіювання даний ефект виявлений не був, однак причиною цього може бути недостатня експериментальна точність виміру r_хх при досить малих магнітних полях, необхідна для виявлення слабкої локалізації. Необхідно також відзначити, що хід залежностей r_хх(В) для двовимірної і квазіодновимірної електронних систем над рідким гелієм є істотно різний, що підтверджує зміну характеру переносу при переході з однієї системи в іншу. Дане явище вимагає додаткового теоретичного розгляду.

Публікації автора:

1. Ковдря Ю.З., Николаенко В.А., Гладченко С.П., Соколов С.С. Линейные электронные цепочки на поверхности сверхтекучего гелия// ФНТ.-1998.-T. 24, №11.-C.1113-1116.

2. Kovdrya Yu.Z., Nikolaenko V.A., Gladchenko S.P., and Sokolov S.S.. Linear Electron Chains on the Liquid Helium Surface: Carrier Transport// J. Low Temp. Phys.-1998.-Vol. 113, № 5/6. -P.1109-1112 .

3. Kovdrya Yu.Z., Nikolaenko V.A., Gladchenko S.P. One-dimensional electron system on liquid helium// Physica B.-2000.-Vol. 284-288, -P.168-169.

4. Kovdrya Yu.Z., Nikolaenko V.A., Gladchenko S.P. Localization of carriers in a one-dimensional electron system over liquid helium// Physica B.-2000.-Vol. 284-288,-P. 1958-1959.

5. Kovdrya Yu.Z., Nikolaenko V.A., Gladchenko S.P. Quasi-one-dimensional and one-dimensional electron system on liquid helium// 18-th General Conference of the Condensed matter division, Montreux, Switzerland, -2000.- P30-28.

6. Kovdrya Yu.Z., Nikolaenko V.A., Gladchenko S.P. Magnetotransport in a quasi-one-dimensional and one-dimensional electron system over supperfluid helium// 18-th General Conference of the Condensed matter division, Montreux, Switzerland. -2000.- P30-29.

7. Николаенко В.А., Ковдря Ю.З, Гладченко С.П.. Магнитосопротивление квазиодномерной и одномерной электронной системы над жидким гелием// НТ-32, тезисы докладов секции “Наноструктуры и Низкоразмерные Системы”,-2000.-C. NSp 22-23.

8. Ковдря Ю.З., Николаенко В.А., Гладченко С.П. Перенос носителей в одномерной электронной системе над жидким гелием// НТ-32, тезисы докладов секции “Наноструктуры и Низкоразмерные Системы”,-2000.-C. NSp 16-17.

9. Гладченко С.П., Николаенко В.А., Ковдря Ю.З., Соколов С.С. Транспорт носителей и локализация в одномерной электронной системе над жидким гелием// ФНТ.-2001.-T. 27, №1.-C. 3-14.

10. Ковдря Ю.З., Николаенко В.А., Гладченко С.П. Эффекты слабой локализации в квазиодномерной электронной системе над жидким гелием в области газового рассеяния//Письма в ЖЭТФ.-2001.-Т.73, №9.-С.526-530.