宏观面内调制二维系统中输运性质的高可调性

具有面内性质调制的栅极可控二维系统可作为高度可调的有效介质。直观上，若横向调制的周期远小于相关散射长度（平均自由程、相干长度等），此类系统可能带来新功能。我们的工作实验上展示了此类系统在宏观调制金属-氧化物-半导体结构中所定义的相反的无序极限。该系统由母二维气与周期性岛阵列（点/反点）组成，岛内填充有不同密度的二维气，并被耗尽区（壳层）包围。母气与岛的载流子密度由两个独立栅极控制，使我们能够探索该调制二维系统低温输运性质的丰富相图，类似于多种输运机制：绝缘、壳层主导、气主导、岛主导。这些机制可通过各种霍尔电阻及其磁场依赖性、电阻率的温度依赖性以及 Shubnikov-de Haas 图样来识别。我们还提出了描述此类非均匀但周期性系统的理论方法。基于经典平均场方法的理论定性地描述了我们的系统，因为理论依赖关系再现了有效霍尔浓度随栅极电压变化的实验行为的主要特征。因此，我们的工作证明了宏观非均匀二维系统作为可调平台用于新物理的可行性，并提出了此类系统理论描述的方法。