Variable-range hopping conduction and magnetoresistance in Ge-on-GaAs films at low temperatures and high magnetic fields

Анотація

Досліджено температурну залежність опору та магнітоопору в монокристалічних плівках Ge, які вирощені методом вакуумного осадження на напівізоляційних підкладках GaAs(100). При кімнатній температурі плівки мають питомий опір 5·10^‒2 Ом·см, концентрацію дірок 5,6·10¹⁷ см^–3 і рухливість дірок 250 см² /(В·с). У діапазоні температур 1,5–20 К опір відповідає моделі стрибкової провідності зі змінною довжиною стрибка Ефроса–Шкловського з показником степеня 0,45. Така поведінка виникає внаслідок флуктуацій електростатичного потенціалу та неоднорідного розподілу домішок, які локалізують носії заряду та утворюють металеві краплі. Низькотемпературний поперечний магнітоопір є від’ємним при магнітних полях 0–3 Тл, що зумовлено перекриванням хвильових функцій електронів у краплинах. У вищих полях позитивний магнітоопір, який квадратично залежить від магнітного поля, пригнічує від’ємний внесок.