Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 4 (Апрель 2021), c. 295-308    ( к оглавлению , назад )

Magnetooscillations of temperature and microwave absorption in a highly correlated 2D electron gas on liquid helium

Yu. P. Monarkha

B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkiv 61103, Ukraine
E-mail: monarkha@ilt.kharkov.ua

Received December 9, 2020, published online February 26, 2021

Abstract

The Coulombic effect on microwave-induced electron heating in a 2D electron gas on liquid helium under quantizing magnetic field is theoretically studied. An extension of the linewidth of the intersubband resonance which takes into account squeezing of the electron density of states into Landau levels and strong internal electric fields of fluctuational origin is proposed. This approximation results in two-hump peaks of electron temperature and power absorption near certain values of the magnetic field. For low electron densities, the asymmetry of the two-hump peaks of power absorption is shown to be opposite to the asymmetry of electron temperature peaks, which explains experimental observations. The importance of two-ripplon emission processes for the description of subband occupancies and the energy relaxation rate was demonstrated.

Анотація

Теоретично досліджується вплив кулонівської взаємодії удвовимірному електронному газі над рідким гелієм на розігрівання електронів, що індукується мікрохвильовим випромінюванням за наявності квантуючого магнітного поля. Запропоновано узагальнення теорії ширини міжпідзонного резонансу, яке враховує як стискування щільності станів електронів у рівнях Ландау, так і наявність сильного внутрішнього електричного поля флуктуаційної природи. Ця теорія описує появу двогорбих піків електронної температури тапоглинання мікрохвиль при певних значеннях напруженості магнітного поля. Показано, що при низьких концентраціях електронів асиметрія двогорбих піків мікрохвильового поглинання протилежна до асиметрії температурних піків, що пояснює результати експериментальних спостережень. Продемонстрована важливість процесів випромінювання пар короткохвильових ріплонов для опису заселеності електронних підзон та швидкості енергетичної релаксації.

Key words: 2D electron gas, magnetooscillations, nonequilibrium phenomena, intersubband microwave absorption.