二维电子气在中间电导下的磁阻和相位耗散

我们同时从理论和实验角度研究了处于弱横向磁场 $B$ 下的二维电子气的负磁阻 (MR)。分析覆盖了包括介于 $g\sim 1$ 附近的中间电导范围在内的广泛零-$B$ 电导 $g$（以 $e^2/h$ 为单位）。基于考虑了 $1/g$ 高阶项的理论进行 GaAs/In$_x$Ga$_{1-x}$As/GaAs 单量子井结构中二维电子气实验结果的解释，这些高阶项来源于干涉贡献以及弱局域 (WL) 与库仑相互作用的相互作用效应。我们证明在中间电导下，负 MR 可由标准 WL “digamma 函数”表达式描述，但预因子 $\alpha$ 被降低。我们还表明在电导数不太高的情况下，第二环修正项的贡献大于库仑相互作用在合作通道中的贡献，因此是预因子降低的主要来源，$\alpha\simeq 1-2/\pi g$。我们进一步分析了“弱绝缘体” regime，即在低 $T$ 下由于局域导致零-$B$ 电导较低 $g(B=0)<1$，而 Drude 电导却较高 $g_0>>1$。在此 regime 下，尽管 MR 仍可采用 digamma 函数公式拟合，但实验得到的相位耗散率与真实值无关。在低 $T$ 极限下，相应的拟合参数由局域长度决定，可能在 $T\to 0$ 时饱和，尽管真实的相位耗散率趋于零。