Details

Представлены результаты экспериментальных исследований квантового транспорта носителей заряда в условиях спиновой интерференции в краевых каналах (КК) кремниевых наносандвич-структур (КНС), представляющей собой одиночную сверхузкую (2 нм) кремниевую квантовую яму р-типа проводимости на поверхности монокристаллического кремния п-типа, ограниченную сильнолегированными -барьерами, состоящими из тригональных дипольных центров В+ - В- с отрицательной корреляционной энергией (negative-U). Экспериментально показано, что КНС представляет собой топологический диэлектрик, причем КК квантовой ямы сечением 2 х 2 нм заключены в negative-U оболочки, обеспечивающие эффективное подавление электрон-электронного взаимодействия (ЭЭВ), что позволяет осуществлять квантовый транспорт и наблюдать макроскопические квантовые эффекты, а также исследовать ЭПР, ЭДЭПР и ОДМР одиночных точечных центров в КК без применения внешних СВЧ элементов, при высоких температурах вплоть до комнатной. Исследован квантовый транспорт в КК КНС при 77 К, реализующий (благодаря электромагнитной индукции Фарадея) квантовую лестницу проводимости (КЛП), которая выявляет 0,7∙(2e2/h) – особенность, обусловленную спонтанной спиновой поляризацией носителей и спин-орбитальным взаимодействием (СОВ) Бычкова-Рашбы. Идентифицированы осцилляции Ааронова-Кашера, проявляющие эффект полевого спинового транзистора. Обнаружен дополнительный фазовый сдвиг осцилляций Ааронова-Бома (АБ) в области 0,7(2e2/h) - особенности КЛП. Показано, что данный эффект является результатом сверхтонкого взаимодействия одиночных носителей заряда в КК с ядерными моментами 29Si, которое индуцирует эффект Оверхаузера. Показано, что воздействие на образец частотой ЯМР-насыщения ядер 29Si приводит к подавлению данного эффекта.