二维半导体层中密度调谐的有效金属-绝缘体转变：Anderson 局域化还是 Wigner 结晶

受限在二维半导体层中的电子（或空穴）近 50 年来一直作为研究无序与相互作用效应的模型系统。特别地，强无序在低载流子密度下将金属性二维载流子驱动为强局域化的 Anderson 绝缘体（AI），而无（或极少）无序的纯净二维电子在低载流子密度下应固化为 Wigner 晶体。由于二维半导体中的无序主要源自随机带电杂质的库仑无序，所涉及的物理十分复杂，因为载流子之间通过相同的长程库仑耦合彼此相互作用，并与随机带电杂质相互作用。通过运用现实输运理论深度批判性地理论分析实验输运数据，计算 11 个不同实验样品（涵盖 9 种不同材料）中低温二维电阻率随载流子密度的变化，并利用强局域化的 Ioffe-Regel-Mott 判据，我们建立了二维金属-绝缘体转变（MIT）的临界局域化密度与深处于金属态的样品迁移率之间的直接联系，对于洁净样品，该联系可导致足够低的局域化密度，使该转变看似为 Wigner 结晶。我们认为绝缘相始终是一种有效库仑无序诱导的局域化 AI，其在低载流子密度下可能具有短程 WC 类关联。我们理论计算的由无序驱动的临界 MIT 密度与所有二维样品中的实验结果一致，即便对超洁净样品亦然。特别地，当高密度迁移率趋于无穷时，二维 MIT 的外推临界密度似乎趋于零，表明输运探测到的是与载流子密度多低无关的、无序局域化的绝缘基态。