Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 1 (Январь 2021), c. 18-23    ( к оглавлению , назад )

Localization and interference induced quantum effects at low magnetic fields in InGaAs/GaAs structures

A. P. Savelyev, Yu. G. Arapov, S. V. Gudina, V. N. Neverov, S. M. Podgornykh, N. G. Shelushinina, and M. V. Yakunin

M.N. Miheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesEkaterinburg 620108, Russia
E-mail: saveliev@imp.uran.ru

Received September 29, 2020, published online November 24, 2020

Abstract

The longitudinal ρxx(B, T) and Hall ρxy(B, T) resistances are experimentally investigated in n-InGaAs/GaAs nanostructures with a single and double quantum wells in the magnetic field range B = 0–2.5 T and temperatures T = 1.8–20 K. It is shown that the origin of the temperature-independent point located at ωcτ ≅ 1 on the ρxx(B, T) curves is due to the combined action of the classical cyclotron motion and the quantum interference effects of weak localization and electron-electron interaction. The results obtained indicate that the transition from the dielectric phase to the phase of the quantum Hall effect is a crossover from weak localization (quantum interference effects in a weak magnetic field) to strong localization in quantizing magnetic fields in the quantum Hall effect regime.

Анотація

Експериментально досліджено поздовжній ρxx(B, T) та холлівський ρxy(B, T) опори в наноструктурах n-InGaAs/GaAs з одиничними та подвійними квантовими ямами в діапазоні магнітних полів B = 0–2.5 Тл та температур T = 1.8–20 К. Показано, що походження температурно-незалежної точки, що знаходиться поблизу ωcτ ≅ 1 на кривих ρxx(B, T), пов’язане зі спільною дією класичного циклотронного руху та квантових інтерференційних ефектів слабкої локалізації й електрон-електронної взаємодії. Отримані результати свідчать, що перехід з діелектричної фази у фазу квантового ефекту Холла є кросовером від слабкої локалізації (квантові інтерференційні ефекти в слабкому магнітному полі) до сильної локалізації при квантуванні магнітних полів у режимі квантового ефекту Холла.

Key words: quantum Hall effect, crossover, quantum interference.