硅中密集 Ge$_{0.7}$Si$_{0.3}$ 量子点阵列的交流电导

本文通过同时测量频率为 $f$ = 30-300 MHz 的表面声波 (SAW) 的衰减 $\Delta\Gamma=\Gamma(H)-\Gamma(0)$ 和速度 $\Delta V /V=(V(H)-V(0)) / V(0)$ 作为横向磁场 $H \leq$ 18 T 在温度范围 $T$ = 1-20 K 内的函数，确定了硅中密集 Ge$_{0.7}$Si$_{0.3}$ 量子点 (QD) 阵列系统的复交流电导 $\sigma^{AC}$。结果表明，在掺杂物 (B) 浓度为 8.2$\times 10^{11}$ cm$^{-2}$ 的样品中，当温度 $T \leq$ 4 K 时，交流电导由在不同 QD 中局域态之间的跳跃主导。观测到的交流电导的幂律温度依赖性 $\sigma_1(H=0)\propto T^{2.4}$ 和弱频率依赖性 $\sigma_1(H=0)\propto \omega^0$ 与 $\omega \tau_0 \gg$ 1 情况下交流跳跃电导的双位点模型预测一致，其中 $\omega=2\pi f$ 为 SAW 角频率，$\tau_0$ 为典型的布居弛豫时间。在 $T >$ 7 K 时，交流电导归因于载流子（空穴）向迁移率边的热激发。在中间温度区域 4$< T<$ 7 K，交流电导由 QD 之间的跳跃和迁移率边上的扩散共同贡献，成功分离了这两种贡献。高于 $T^*\sim$ 4.5 K 时，电导中跳跃贡献的温度依赖性出现饱和，表明发生了向 $\omega \tau_0 <$ 1 区域的交叉。由交叉条件 $\omega \tau_0(T^*)$ = 1，确定了弛豫时间的典型值 $\tau_0$。