超高迁移率二维电子气中的非线性输运现象与电流诱导流体动力学
介观与纳米尺度物理
2023-05-17 v1 无序系统与神经网络
强关联电子
摘要
我们报告了在超高迁移率（mu=20x10^6 cm^2/Vs）二维电子气中，于高填充因子和直流电流诱导的电子流体动力学下观察到的非线性输运现象。该电子气位于一个窄（15 微米宽）的 GaAs/AlGaAs 霍尔条中，直流电流密度达到 0.67 A/m。各种现象及其边界被一同捕捉在一张作为磁场（高达 250 mT）和直流电流函数的二维微分电阻率图中。这张类似于相图的图谱划分出由以下现象主导的不同区域：零直流电流附近的 Shubnikov-de Haas（SdH）振荡（及其振荡的相位反转）；零场附近的负磁阻和双峰特征（两者均源于弹道效应）；以及从原点辐射出的霍尔场诱导电阻振荡（HIROs）。通过对零场附近数据的详细分析，我们表明增加直流电流会抑制电子-电子散射长度，从而驱动流体动力学对微分纵向和横向（霍尔）电阻率的贡献不断增长。我们通过直流电流诱导流体动力学的方法不同于更常见的改变温度的方法。我们还发现，从 SdH 振荡中提取的量子寿命与从 HIROs 中提取的量子寿命之间存在显著差异（两到四倍）。除了观察到高达七阶的 HIRO 峰外，我们在高直流电流下还观察到一个意想不到的类 HIRO 特征，该特征靠近一阶和二阶 HIRO 最大值之间的中点。
引用
@article{arxiv.2211.15551,
title = {Non-linear Transport Phenomena and Current-induced Hydrodynamics in Ultra-high Mobility Two-dimensional Electron Gas},
author = {Zitong Wang and Michael Hilke and Norm Fong and Guy Austing and Sergei Studenikin and Ken West and Loren Pfeiffer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.15551},
year = {2023}
}