二维电子在低温下的加热与冷却

我们展示了基于GaAs的高迁移率二维电子气（2DEG）中热电子冷却长度$\ell_E$的测量结果。热测量在一个长60 $\mu$m宽的通道上进行，该通道在一端进行焦耳加热，沿通道有三个相似的热电子热电偶，间距为30 $\mu$m。热电偶测量到呈指数衰减的温度分布，其特征长度$\ell_E$随着晶格温度从1.8 K升高到5 K，从23 $\mu$m减小到16 $\mu$m。通过一个简单的一维热扩散模型，我们测量到非弹性散射时间从$\tau_i \approx$ 0.36 ns减小到0.18 ns。测得的$\tau_i$在量级和温度依赖性上与声学声子散射时间一致。我们讨论了如何改变样品设计以进行进一步的热学研究。了解温度分布及其梯度将有助于测量热导率和能斯特效应。