Quantization of magnetic moment in CdBxF2−x/p-CdF2–QW/CdBxF2−x nanosandwiches

Abstract

The tunneling current-voltage characteristics, and the temperature and field dependences of the specific heat and static magnetic susceptibility of planar CdB x F 2Àx /p-CdF 2 -QW/CdB x F 2Àx sandwich structures produced on the surface of n-CdF 2 crystals are studied in order to establish the superconducting properties of the CdB x F 2Àx d-barriers which delimit the ultranarrow p-type CdF 2 quantum well. A comparative analysis of the current and conduction voltage characteristics below and above the superconducting transition temperature shows that the supercurrent quantization and the size quantization of the holes in the p-CdF 2 quantum well are related. Measurements of the field and temperature dependences of the static magnetic susceptibility of these sandwich structures reveal de Haas-van Alphen (dHvA) oscillations at high temperatures and low magnetic fields. The temperature dependences of the amplitudes of the dHvA oscillations give a low value for the effective mass of the two-dimensional holes, so that the strong field condition lB ) 1 is met at high temperatures. A periodic change in the frequency of the dHvA oscillations accompanied by a diamagnetic response with rising temperature is detected for the first time; it exhibits synchronous temperature oscillations in the density and effective mass of the two-dimensional holes owing to the mesoscopic properties of the d-barriers. These results are explained in terms of the formation of quantum states of a Bose condensate, which is a consequence of a discrete change in the Cooper pair coherence length of the holes when the superconducting d-barriers have a fractal structure. V C 2014 AIP Publishing LLC. [http://dx.

Термодинамическое Описание Осцилляций Намагниченности Кремниевой Наноструктуры В Слабых Полях При Комнатной Температуре. Плотность Состояний

“…Ограничение движения носителей δ-барьерами, состоящими из дипольных центров бора с отрицательной корреляционной энергий, позволило реализовать такие качества структуры, как низкая эффективная масса носителей и сильное подавление электрон-электронного взаимодействия, что определило возможность наблюдения макроскопических квантовых эффектов в магнитных полях при комнатной температуре [1][2][3]…”

“…В данной работе мы приводим термодинамическое описание осцилляций намагниченности двумерной кремниевой наноструктуры, технология приготовления которой позволила реализовать критерий сильного поля в слабых магнитных полях при комнатной температуре [1,2].…”

“…Выполненные ранее экспериментальные исследования дали основания идентифицировать наблюдаемые осцилляции намагниченности как эффект де Гааза−ван Альфена [1][2][3], что позволяет использовать термодинамические соотношения для получения важной информации о плотности состояний (DOS), являющейся важнейшей характеристикой энергетического спектра полупроводниковой структуры. В настоящем исследовании двумерная термодинамическая плотность состояний на уровне Ферми определялась из зависимости намагниченности образца от напряженности внешнего магнитного поля при достижении исследуемой системой состояния равновесия.…”

Описание Осцилляций Намагниченности Кремниевой Наноструктуры В Слабых Полях При Комнатной Температуре. Формула Лифшица--Косевича С Переменной Эффективной Массой Носителей

“…Более того, negative-U свойства цепочек, состоящих из дипольных центров, могут даже усиливаться при их взаимодействии с носителями, находящимися внутри краевых каналов [11], тем самым открывая возможности для наблюдения макроскопических квантовых эффектов при высоких температурах и в слабых магнитных полях [11][12][13][14].…”

“…Результаты, полученные при измерениях намагниченности кремниевых сандвич-структур, демонстрирующих эффект де Гааза-ван Альфена при комнатной температуре и слабых магнитных полях [11][12][13][14], обнаруживают уменьшение размаха амплитуды осцилляций намагниченности с возрастанием напряженности приложенного магнитного поля, а неосциллирующая составляющая намагниченности в целом ведет себя аналогично наблюдаемой в работе [10].…”