High mobility two-dimensional electron gas in CdTe quantum wells:High magnetic field studies

Abstract

xxxxxDvourozměrný elektronový plyn v kvantových jamách CdTe:xxxxx studie ve vysokých magnetických polích Tato práce se zabývá experimentálním studiem dvou-dimenzionálního elektronového plynu v kvantových jamách CdTe a CdMnTe. Interpretace dat je podpořena nume- rickými výpočty pásové struktury kvantově omezených stavů použitím aproximace lokální elektronové hustoty a aproximace obálkové funkce. Řešení vlastních stavů Kohn-Luttingerova 4×4 k.p hamiltoniánu vedlo k potvrzení správnosti parabolické aproximace valenčních pásů. Základní charakterizace vzorků proběhla metodami Ramanovy spektroskopie a infračervené absorpce. Magneto-transport v nízkém magnetickém poli ukazuje na dominantní vliv semi-klasické Drudeho vodivosti a taktéž byly pozorovány o tři řády slabší efekty slabé lokalizace, elektron-elektronové interakce a Shubnikov-de Haasových oscilací. Příspěvek elektron-elektronové interak- ce byl taktéž vysvětlen semi-klasickým modelem cirkulujících elektronů. Mimo jiné byl určen tvar a rozšíření Landauových hladin, transportní a kvantová doba života a dominantní rozptylový mechanizmus vodivostních elektronů. Magneto-transport ve vysokém magnetickém poli vykazuje formování zlomkových kvantových Hallových...

KurHigh mobility two-dimensional electron gas in CdTe quantum wells: High magnetic field studies Experimental studies of two-dimensional electron gases confined in CdTe and CdMnTe quantum wells are presented. The data analysis is supported by numerical calcula- tions of the band structure of confined states, using the local density and envelope func- tion approximations. Four by four, k.p calculations have been performed to justify the parabolic approximation of valence bands. Samples were characterized by Raman scatter- ing spectroscopy and far infrared cyclotron resonance absorption measurements. Low-field magneto-transport shows the dominant contribution of the semi-classical Drude conduc- tivity and three orders of magnitude weaker contributions of weak localization, electron- electron interaction and Shubnikov-de Haas oscillations. The contribution of electron- electron interactions is explained within a semi-classical model of circling electrons. The shape of Landau levels, broadening, transport and quantum lifetimes and dominant long- range scattering mechanism have been determined. High-field magneto-transport displays fractional quantum Hall states at Landau levels N = 0 and N = 1. The ground states 5/3 and 4/3 have been determined to be fully spin polarized, in agreement with the approach of composite...