Quantum oscillations induced by heating electrons on Rydberg states at the surface of superfluid 4He
DOI (Low Temperature Physics):
https://doi.org/10.1063/10.0042664Ключові слова:
electron gas, magneto-oscillations, nonequilibrium phenomena, ripplons, dispersion, intersubband scatteringАнотація
Релаксацію збуджених рідбергівських станів гарячих поверхневих електронів на надплинному 4He теоретично досліджено з використанням різних моделей для ріплонного спектра у короткохвильовому діапазоні, що обговорюються в літературі. Окрім магнітоколивань, спричинених вирівнюванням «схоинок» рівнів Ландау різних поверхневих підзон, виявлено можливість появи нових осциляцій для ріплонного спектра з ротонним порогом або з будь-яким іншим верхнім обмеженням. Різкі зміни швидкості релаксації відбуваються, коли повна енергія збудження електронів, включаючи рідбергівські стани та рівні Ландау, перевищує подвоєну порогову енергію. Амплітуда цих осциляцій зростає зі збільшенням температури електронів. Унаслідок заповненість першого збудженого рідбергівського стану стає виразною періодичною функцією з трьома різними періодами різких змін. Цей ефект може бути використаний для експериментальної перевірки теоретичних моделей, що описують ріплонний спектр при q ≳ 1 Å–1.
Посилання
K. R. Atkins, Can. J. Phys. 31, 1165 (1953). https://doi.org/10.1139/p53-101
P. Roche, G. Deville, N. J. Appleyard, and F. I. B. Williams, J. Low Temp. Phys. 106, 565 (1997). https://doi.org/10.1007/BF02395922
R. Mehrotra, C. J. Guo, Y. Z. Ruan, D. B. Must, and A. J. Dahm, Phys. Rev. B 29, 5239 (1984). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.29.5239
Yu. P. Monarkha and K. Kono, Two-Dimensional Coulomb Liquids and Solids (Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2004).
D. O. Edwards and W. F. Saam, in: Progress in Low Temperature Physics, edited by D. F. Brewer (North-Holland, Amsterdam, 1978), Vol. VII a, p. 283. ISBN: 0-444-85177-1.
D. O. Edwards, J. R. Eckardt, and F. M. Gasparini, Phys. Rev. A 9, 2070 (1974). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.9.2070
H. J. Lauter, H. Godfrin, V. L. P. Frank, and P. Leiderer, Phys. Rev. Lett. 68, 2484 (1992). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.2484
L. Pitaevskii and S. Stringari, Phys. Rev. B 45, 13133 (1992). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.45.13133
A. Lastri, F. Dalfovo, L. Pitaevskii, and S. Stringari, J. Low Temp. Phys. 98, 227 (1995). https://doi.org/10.1007/BF00753615
I. N. Adamenko, K. E. Nemchenko, and I. V. Tanatarov, J. Phys. Conf. Series 150, 032107 (2009). https://doi.org/10.1088/1742-6596/150/3/032107
I. V. Tanatarov, I. N. Adamenko, K. E. Nemchenko, and A. F. G. Wyatt, Low Temp. Phys. 36, 582 (2010) [Fiz. Nizk. Temp. 36, 731 (2010)]. https://doi.org/10.1063/1.3479212
Two-Dimensional Electron Systems on Helium and Other Cryogenic Substrates, edited by E. Y. Andrei (Kluwer Academics, Dordrecht, 1997).
Yu. P. Monarkha, Sov. J. Low Temp. Phys. 4, 515 (1978) [Fiz. Nizk. Temp. 4, 1093 (1978)]. https://doi.org/10.1063/10.0029740
Yu. M. Vil’k and Yu. P. Monarkha, Sov. J. Low Temp. Phys. 15, 131 (1989) [Fiz. Nizk. Temp. 15, 235 (1989)]. https://doi.org/10.1063/10.0032129
Yu. P. Monarkha, S. S. Sokolov, A. V. Smorodin, and N. Studart, Low Temp. Phys. 36, 565 (2010) [Fiz. Nizk. Temp. 36, 711 (2010)]. https://doi.org/10.1063/1.3479190
A. O. Badrutdinov, L. V. Abdurakhimov, and D. Konstantinov, Phys. Rev. B 90, 075305 (2014). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.075305
A. Chepelianskii, M. Watanabe, and K. Kono, J. Low Temp. Phys. 195, 307 (2019). https://doi.org/10.1007/s10909-019-02168-9
Yu. P. Monarkha, Low Temp. Phys. 51, 1148 (2025) [Fiz. Nyzk. Temp. 51, 1272 (2025)]. https://doi.org/10.1063/10.0039203
I. A. Dmitriev, A. D. Mirlin, D. G. Polyakov, and M. A. Zudov, Rev. Mod. Phys. 84, 1709 (2012). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.84.1709
D. Konstantinov and K. Kono, Phys. Rev. Lett. 103, 266808 (2009). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.266808
D. Konstantinov and K. Kono, Phys. Rev. Lett. 105, 226801 (2010). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.226801
Yu. P. Monarkha, Low Temp. Phys. 37, 655 (2011) [Fiz. Nizk. Temp. 37, 829 (2011)]. https://doi.org/10.1063/1.3652923
Yu. Monarkha and D. Konstantinov, J. Low Temp. Phys. 197, 208 (2019). https://doi.org/10.1007/s10909-019-02210-w
M. E. Raikh and T. V. Shahbazyan, Phys. Rev. B 49, 5531 (1994). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.49.5531
Yu. P. Monarkha, E. Teske, and P. Wyder, Phys. Rep. 370, 1 (2002). https://doi.org/10.1016/S0370-1573(02)00136-9
E. Kawakami, A. Elarabi, and D. Konstantinov, Phys. Rev. Lett. 126, 106802 (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.106802
Yu. P. Monarkha, Low Temp. Phys. 38, 451 (2012) [Fiz. Nizk. Temp. 38, 579 (2012)]. https://doi.org/10.1063/1.4723658
T. Ando and Y. Uemura, J. Phys. Soc. Jpn. 36, 959 (1974).
C. L. Zipfel, T. R. Brown, and C. C. Grimes, Phys. Rev. Lett. 37, 1760 (1976). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.37.1760
D. Konstantinov, Yu. Monarkha, and K. Kono, Phys. Rev. Lett. 111, 266802 (2013). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.266802
H. R. Glyde, Rep. Prog. Phys. 81, 014501 (2018). https://doi.org/10.1088/1361-6633/aa7f90
Yu. P. Monarkha, Low. Temp. Phys. 47, 269 (2021) [Fiz. Nizk. Temp. 47, 295 (2021)]. https://doi.org/10.1063/10.0003737
E. Kawakami, A. Elarabi, and D. Konstantinov, Phys. Rev. Lett. 123, 086801 (2019). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.086801
