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本文使用深低温磁输运测量系统,在深低温、强磁场下对InGaAs/InAlAs量子阱样品进行了磁输运测量,讨论了二维电子气系统中的自旋-轨道相互作用;开发了一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系统,得到如下结果:
1、研究了InGaAs/InAlAs量子阱中二维电子气的反弱局域效应和磁阻振荡。二维电子气系统中电子的运动处于弹道区,故用既适用于弹道区,又适用于扩散区的Golubg理论去拟合各个温度下的实验数据。虽然Golub理论针对单子带系统而样品的第二子带被部分占据,但是由于子带间散射比较强烈,使不同子带发生耦合,同时第二子带电子浓度较低,所以对所有子带作等效单子带近似处理。各个温度下的拟合曲线与实验曲线在整个弱磁场范围都符合得很好;获得的自旋一轨道耦合常数与类似结构样品的文献报道值一致:二维电子气系统的6.08meV高零场自旋分裂能主要是量子阱中的高电子浓度引起的;非弹性散射时间与温度关系与目前的理论定性相符。这些结果说明对所有子带作等效单子带近似处理是合适的。
2、设计了一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系统,相对与直流磁输运测量系统,能够用微小电流进行测量,减小大电流带来的不利影响,提高了测量精度;能够自动改变栅压和磁场,一次测量就给出栅压-磁场相图。该系统可用于精确测量低温强磁场下材料的电学输运相关的性质。