name: Электронный транспорт, локализация и статистика протекания заряда в квазиодномерных проводниках
keyword_list: двумерный топологический изолятор, квантовые ямы, краевая электрическая проводимость, механизм рассеяния, теллурид ртути, электронный транспорт
abstract: Объекты исследования: двумерные квантовые ямы на основе теллурида ртути и полупроводниковые нанопровода из арсенида индия. Цель: исследование краевой электрической проводимости в квантовых ямах теллурида ртути для получения доказательств или противоречий геликальной природы краевых электронных состояний. Впервые продемонстрировано, что в квантовых ямах HgTe шириной 14 нм и 8,3 нм в режиме краевой проводимости и температуре 50 мК введение внешнего магнитного поля 50 мТл вызывает резкий рост краевого сопротивления до в 10³ раз. Рост сопротивления сопровождается появлением воспроизводимых мезоскопических флюктуаций и выраженной активационной температурной зависимости, в контрасте со слабой температурной зависимостью в нулевом поле. Такое поведение может быть объяснено Андерсоновской локализацией геликальных краевых состояний вследствие разрешённых в магнитном поле процессов когерентного рассеяния назад. Продемонстрировано, что в квантовых ямах HgTe шириной 14 нм при реализации проводимости p-типа под затвором формируются p - n-переходы с сопротивлением, значения которого близки к h/2e², обладающие линейной вольт-амперной характеристикой. Впервые проведены исследования электронного шума в таких p - n-переходах, который может быть объяснён перегревом подводящих участков структуры образца, без добавления в модель дробового шума самого p - n-перехода. Совокупность данных наблюдений находится в согласии с моделью, в которой электронный транспорт  осуществляется двумя баллистическими геликальными краевыми каналами на боковых сторонах перехода. Впервые проведены исследования электронного шума в квантовых ямах HgTe в режиме краевого транспорта при температурах ниже 0,5 K. В краях с существенно превышающим h/e² сопротивлением при пропускании тока наблюдается дробовой шум с фактором Фано 0,1 < F < 0,3, растущим при понижении температуры, что указывает на некогерентный режим электронного транспорта и может быть согласовано с существующими моделями рассеяния электронов в геликальных краевых состояниях. Продемонстрировано экспериментально, что измерения электронного шума как функции напряжения с одного из терминалов упругого диффузионного проводника могут быть непосредственно пересчитаны в функцию распределения электронов по энергии на втором терминале данного проводника. Данный подход работает как в случае равновесного, так и в случае неравновесного распределения электронов на втором терминале. В проведённом эксперименте функция распределения в полоске соответствует локальному термодинамическому равновесию. Новизна: двумерные топологические изоляторы на основе теллурида ртути являются новым, активно изучаемым видом электронных систем. Измерения функции распределения с помощью электронного шума являются мощной экспериментальной методикой исследования неравновесных электронных систем, которая в настоящее время уже применена для детектирования неравновесной двухступенчатой функции распределения электронов в проводнике. В исследовании используются передовые методики физического эксперимента, в частности измерение электронного шума и высокорезистивных объектов при криогенных температурах до 50 мК, позволяющие производить наблюдение ранее неизученных характеристик электронных систем. Область применения: физика наноструктур, спинтроника, топологические квантовые вычисления, мезоскопическая физика.
chairman_dissertation_council.surname: Лебедев В.В.
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
organization_supervisor.surname: Радаев В.В.
organization_supervisor.position: первый проректор
organization_supervisor.degree: Доктор экономических наук
rubrics.code: 29.19.22
rubrics.name: Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
oecds.code: 01.03.UK
oecds.name: PHYSICS, CONDENSED MATTER
speciality_codes.name: Физика конденсированного состояния
speciality_codes.code: 01.04.07
supervisors.fio: Храпай Вадим Сергеевич
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика конденсированного состояния
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: нет
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: нет
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"; Национальный исследовательский университет ВШЭ; Высшая школа экономики; НИУ ВШЭ; ВШЭ
protection_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"
protection_organization.ogrn: 1027739630401
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Правительство Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ИФТТ РАН
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук
author_organization.ogrn: 1025003915243
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения