Квантование магнитного момента в наносандвичах CdBxF2–x/p-CdF2–QW/CdBxF2–x

Магнитоквантовые осцилляции

Анотація

Туннельные вольт-амперные характеристики (ВАХ), температурные и полевые зависимости теплоемкости и статической магнитной восприимчивости планарных сандвич-структур CdB_xF_2–x/p-CdF₂–QW/CdB_xF_2–x, полученных на поверхности кристалла n-CdF₂, исследуются с целью идентификации сверхпроводящих свойств d-барьеров CdB_xF_2–x, ограничивающих сверхузкую квантовую яму CdF₂ p-типа проводимости. Сравнительный анализ токовых ВАХ и ВАХ проводимости ниже и выше критической температуры сверхпроводящего перехода соответственно свидетельствует о взаимосвязанности квантования сверхтока и размерного квантования дырок в квантовой яме p-CdF₂. Измерения полевых и температурных зависимостей статической магнитной восприимчивости данных сандвич-структур демонстрируют осцилляции де Гааза–ван Альфена (дГвА) при высоких температурах и слабых магнитных полях. Температурные зависимости амплитуд осцилляций дГвА идентифицируют малое значение эффективной массы двумерных дырок, в результате чего условие сильного поля μB >> 1 достигается при высоких температурах. Впервые зарегистрировано периодическое изменение частоты осцилляций дГвА, сопровождаемое диамагнитным откликом с ростом температуры, которое проявляет синхронные температурные осцилляции плотности и эффективной массы двумерных дырок вследствие мезоскопических свойств d-барьеров. Полученные результаты объяснены в рамках формирования квантовых состояний бозе-конденсата, которое является следствием дискретного изменения длины когерентности куперовских пар дырок в условиях фрактальной структуры сверхпроводящих d-барьеров.