Ferromagnitnyy fazovyy perekhod v usloviyakh mnogodolinnogo zapolneniya

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Квантовый фазовый переход был обнаружен в многодолинной двумерной электронной системе, заключенной в AlAs квантовой яме, при низкой температуре и в больших магнитных полях. Переход возникал при последовательном увеличении угла наклона магнитного поля и сопровождался появлением особенности – острого пика – в продольном сопротивлении образца. Несмотря на то, что тип наблюдаемого фазового перехода крайне сложно установить обычными транспортными подходами, применение методики электронного спинового резонанса позволило определить его природу. При этом компонента магнитного поля в плоскости квантовой ямы была направлена таким образом, что спиновой резонанс электронов, населяющих каждую из долин, мог быть измерен независимо. Анализ эволюции относительной амплитуды резонансов позволил продемонстрировать, что наблюдаемый фазовый переход имеет спиновую природу, т.е. сопровождается макроскопическим изменением спиновой поляризации без изменения относительного долинного заполнения.

References

  1. T. Taychatanapat, K. Watanabe, T. Taniguchi, and P. Jarillo-Herrero, Nature Phys. 7, 621 (2011).
  2. I. Sodemann, Z. Zhu, and L. Fu, Phys. Rev. X 7, 041068 (2017).
  3. D.E. Parker, T. Soejima, J. Hauschild, M. P. Zaletel, and N. Bultinck, Phys. Rev. Lett. 127, 027601 (2021).
  4. A.B. Van’kov and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 113, 102 (2021).
  5. G. Krizman, J. Bermejo-Ortiz, T. Zakusylo, M. Hajlaoui, T. Takashiro, M. Rosmus, N. Olszowska, J. J. Kolodziej, G. Bauer, Y. Guldner, G. Springholz, and L.-A. de Vaulchier, Phys. Rev. Lett. 132, 166601 (2024).
  6. J. P. Eisenstein, L.N. Pfeiffer, and K.W. West, Appl. Phys. Lett. 57, 2324 (1990).
  7. G.M. Gusev, A.A. Quivy, T.E. Lamas, J.R. Leite, O. Estibals, and J.C. Portal, Phys. Rev. B 67, 155313 (2003).
  8. M. Shayegan, E.P. De Poortere, O. Gunawan, Y.P. Shkolnikov, E. Tutuc, and K. Vakili, Physica Status Solidi (b) 243, 3629 (2006).
  9. D. Maryenko, J. Falson, Y. Kozuka, A. Tsukazaki, and M. Kawasaki, Phys. Rev. B 90, 245303 (2014).
  10. J. Falson and M. Kawasaki, Rep. Prog. Phys. 81, 056501 (2018)
  11. S. I. Dorozhkin, A.A. Kapustin, I.B. Fedorov, V. Umansky, and J.H. Smet, JETP Lett. 117, 938 (2023).
  12. S. I. Dorozhkin, A.A. Kapustin, I.B. Fedorov, V. Umansky, and J.H. Smet, Phys. Rev. B 102, 235307 (2020).
  13. A.V. Shchepetilnikov, G.A. Nikolaev, S.A. Andreeva, A.R. Khisameeva, Ya.V. Fedotova, A.A. Dremin, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 119, 873 (2024).
  14. J.H. Smet, R.A. Deutschmann, W. Wegscheider, G. Abstreiter, and K. von Klitzing, Phys. Rev. Lett. 86, 2412 (2001).
  15. J. Falson, D. Tabrea, D. Zhang, I. Sodemann, Y. Kozuka, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, K. von Klitzing, and J.H. Smet, Sci. Adv. 4, eaat8742 (2018).
  16. S.C. de la Barrera, S. Aronson, Z. Zheng, K. Watanabe, T. Taniguchi, Q. Ma, P. Jarillo-Herrero, and R. Ashoori, Nature Phys. 18, 771 (2022).
  17. E.P.D. Poortere, E. Tutuc, S. J. Papadakis, and M. Shayegan, Science 290, 1546 (2000).
  18. O. Gunawan, Y.P. Shkolnikov, K. Vakili, T. Gokmen, E.P. De Poortere, and M. Shayegan, Phys. Rev. Lett. 97, 186404 (2006).
  19. V.V. Solovyev, S. Schmult, W. Dietsche, and I.V. Kukushkin, Phys. Rev. B 80, 241310 (2009).
  20. V. Pellegrini, A. Pinczuk, B. S. Dennis, A. S. Plaut, L.N. Pfeiffer, and K.W. West, Phys. Rev. Lett. 78, 310 (1997).
  21. N. Kumada, K. Muraki, and Y. Hirayama, Science 313, 329 (2006).
  22. A.V. Shchepetilnikov, A.R. Khisameeva, Y.A. Nefyodov, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 113, 657 (2021).
  23. E.P. De Poortere, E. Tutuc, and M. Shayegan, Phys. Rev. Lett. 91, 216802 (2003).
  24. A.B. Van’kov, B.D. Kaysin, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 107, 106 (2018).
  25. A.B. Van’kov B.D. Kaysin, and I.V. Kukushkin, Phys. Rev. B 96, 235401 (2017).
  26. A.V. Shchepetilnikov, A.R. Khisameeva, S.A. Andreeva, G.A. Nikolaev, Ya.V. Fedotova, C. Reichl, W. Wegscheider, and I.V. Kukushkin, Phys. Rev. Lett. 133, 096301 (2024).
  27. A.R. Khisameeva, A.V. Shchepetilnikov, V.M. Muravev, S. I. Gubarev, D.D. Frolov, Yu.A. Nefyodov, I.V. Kukushkin, C. Reichl, W. Dietsche, and W. Wegscheider, J. Appl. Phys. 125, 154501 (2019).
  28. D. Stein, K. v. Klitzing, and G. Weimann, Phys. Rev. Lett. 51, 130 (1983).
  29. A.V. Shchepetilnikov, D.D. Frolov, Yu.A. Nefyodov, I.V. Kukushkin, L. Tiemann, C. Reichl, W. Dietsche, and W. Wegscheider, JETP Lett. 108, 481 (2018).
  30. A.V. Shchepetilnikov, D.D. Frolov, Yu.A. Nefyodov, I.V. Kukushkin, D. S. Smirnov, L. Tiemann, C. Reichl, W. Dietsche, and W. Wegscheider, Phys. Rev. B 94, 241302(R) (2016).
  31. A.V. Shchepetilnikov, Yu.A. Nefyodov, I.V. Kukushkin, L. Tiemann, C. Reichl, W. Dietsche, and W. Wegscheider, Phys. Rev. B 92, 161301(R) (2015).
  32. V.M. Pudalov, M. E. Gershenson, H. Kojima, N. Butch, E.M. Dizhur, G. Brunthaler, A. Prinz, and G. Bauer, Phys. Rev. Lett. 88, 196404 (2002).
  33. S. Das Sarma, E.H. Hwang, and Q. Li, Phys. Rev. B 80, 121303(R) (2009).
  34. M. Marchi, S. De Palo, S. Moroni, and G. Senatore, Phys. Rev. B 80, 035103 (2009).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).