ПросторовА Структура електронно-діркової рідини
у 2D напівпровідникОВИХ
СИСТЕМАХ
В.Й. Сугаков, А.А. Чернюк
Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна
Вивчення електронно-діркової рідини (ЕДР) у низьковимірних матеріалах залишається актуальною задачею у зв’язку з експериментальним відкриттям в останні роки ЕДР в кванто-вих ямах, утворених різними матеріалами: у кремнієвих напівпровідникових системах [1], у квантових ямах та надгратках на базі AlGaAs, а також у нових ван-дер-ваальсових гетеро-структурах – дихалькогенідах MoTe2 та MoS2 [2,3]. Просторові структури в 2D системах, створені та керовані світлом, можуть бути перспективними для оптоелектроніки.
При опроміненні світлом 2D cистем в областях співіснування фаз ЕДР повинна формува-тись у вигляді острівців, проте взаємодія між острівцями до цього часу не розглядалася. У даній роботі продовжується теоретичне дослідження формування острівців ЕДР на основі статистичної моделі, апробованої при вивченні колективної поведінки острівців конденсова-ної фази екситонів у квантових ямах напівпровідників, опромінених світлом [4], а саме: роз-глянуто флуктуації положення острівців у смужці квантової ями та структура ЕДР у диско-подібній системі в залежності від інтенсивності накачки та температури. Взаємодія між ост-рівцями здійснюється через дифузійні поля екситонів: захоплення екситонів певним ост-рівцем впливає на густину екситонів біля сусідніх острівців і, отже, на їх ріст.
Показано, що середньо-квадратичне
відхилення місцеположення острівця 
від періо-дичного
розподілу вздовж смуги, поділене
на відстань між острівцями
L, зменшується
з рос-том накачки (Рис.1). У системі з накачуванням у формі диску можливі різні
структури ЕДР (оцінюються за ймовірностями станів): у вигляді одиничного
острівця або острівців, еквідис-тантно розташованих по краю диску, у вигляді
кільця чи суцільного диску. На рис.2 наведена кількість острівців ЕДР N із ростом
накачки G для диску
радіусом R=20 μм.
|
|
|
|
Рис.1 |
Рис.2 |
1. Т.М. Бурбаев, Д.С. Козырев, Н.Н. Сибельдин и др. Письма в ЖЭТФ 98 (2013) 926.
2. T.B. Arp, D. Pleskot, V. Aji et al. // Nature Photonics 13, 245 (2019).
3. Y. Yu, A. Bataller, R. Yountset al. // arXiv:1710.09538 [cond-mat.mtrl-sci] (2017).
4. V.I. Sugakov. Phys. Rev. B 76 (2007) 115303.
