Low Temperature Physics: 40, 352 (2014); https://doi.org/10.1063/1.4871748
Физика Низких Температур: Том 40, Выпуск 4 (Апрель 2014), c. 454-467    ( к оглавлению , назад )

Квантование магнитного момента в наносандвичах CdBxF2–x/p-CdF2–QW/CdBxF2–x

Н.Т. Баграев, Л.Е Клячкин

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН ул. Политехническая, 26, г. Санкт-Петербург, 194021, Россия
E-mail: impurity.dipole@mail.ioffe.ru

В.В. Романов

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет ул. Политехническая, 29, г. Санкт-Петербург, 195251, Россия

А.И. Рыскин

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Кронверкский пр., 49, г. Санкт-Петербург, 197101, Россия

Статья поступила в редакцию 9 июня 2013 г.

Аннотация

Туннельные вольт-амперные характеристики (ВАХ), температурные и полевые зависимости теплоемкости и статической магнитной восприимчивости планарных сандвич-структур CdBxF2–x/p-CdF2–QW/CdBxF2–x, полученных на поверхности кристалла n-CdF2, исследуются с целью идентификации сверхпроводящих свойств d-барьеров CdBxF2–x, ограничивающих сверхузкую квантовую яму CdF2 p-типа проводимости. Сравнительный анализ токовых ВАХ и ВАХ проводимости ниже и выше критической температуры сверхпроводящего перехода соответственно свидетельствует о взаимосвязанности квантования сверхтока и размерного квантования дырок в квантовой яме p-CdF2. Измерения полевых и температурных зависимостей статической магнитной восприимчивости данных сандвич-структур демонстрируют осцилляции де Гааза–ван Альфена (дГвА) при высоких температурах и слабых магнитных полях. Температурные зависимости амплитуд осцилляций дГвА идентифицируют малое значение эффективной массы двумерных дырок, в результате чего условие сильного поля μB >> 1 достигается при высоких температурах. Впервые зарегистрировано периодическое изменение частоты осцилляций дГвА, сопровождаемое диамагнитным откликом с ростом температуры, которое проявляет синхронные температурные осцилляции плотности и эффективной массы двумерных дырок вследствие мезоскопических свойств d-барьеров. Полученные результаты объяснены в рамках формирования квантовых состояний бозе-конденсата, которое является следствием дискретного изменения длины когерентности куперовских пар дырок в условиях фрактальной структуры сверхпроводящих d-барьеров.

PACS: 73.50.–h Электронный транспорт в тонких пленках и низкоразмерных структурах;
PACS: 73.23.Ad Баллистический транспорт.

Ключевые слова: формула Косевича–Лифшица, квантовая яма, d-барьер, фторид кадмия, осцилляции дГвА.