Variable-range hopping conductivity in Ge/GaAs thermometers at low temperatures: A summary of results

Анотація

Показано, що гетероструктура Ge/GaAs зручна для дослідження провідності зі змінною довжиною стрибка у напівпровідниках. Це пов’язано з можливістю змінювати її електропровідність у широкому діапазоні. Електропровідність такої гетероструктури істотно залежить від процесу виготовлення. На основі цієї гетероструктури ми розробили кріогенні термометри опору. Ці термометри можуть працювати в діапазонах температур 0,03‒300 K, 1,5‒300 K та 4‒400 K. Ми виготовили, відкалібрували та протестували 90 термометрів різних моделей. При низьких температурах провідність зі змінною довжиною стрибка для плівкових Ge-термометрів має показник степеня x, який дорівнює 0,25. Це відповідає тому, що густина станів на рівні Фермі не дорівнює нулю. Існують термометри, для яких показник степеня x для провідності зі змінною довжиною стрибка дорівнює 0,5, 0,45 та 0,6. Це спостерігається за наявності кулонівської щілини у густині станів, що зумовлено кулонівською взаємодією. Різниця у значеннях x, очевидно, зумовлена різною формою густини станів домішкової зони напівпровідника. Наведено параметри різних термометрів у режимі стрибкової провідності.