Quantum transport, bifurcations, and emergent dynamic phases in strongly driven nanostructures

强驱动纳米结构中的量子输运、分岔和涌现动态相

基本信息

  • 批准号:
    319521081
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Research Grants
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2015-12-31 至 2018-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This theoretical project addresses two spectacular nonequilibrium phenomena in the low-temperature magnetotransport of irradiated two-dimensional electron systems: microwave-induced resistance oscillations (MIRO) and associated zero resistance states (ZRS). Recent time-resolved measurements of spontaneous voltages provided first direct evidence for the domain nature of ZRS. At the same time, these experiments revealed slow temporal dynamics (including self-oscillations of the order parameter and the regime of nearly periodic switching between domain configurations of the opposite polarity) not expected from the existing theory predicting static domains. A mechanism of slow dynamics that gives a plausible explanation for the rich dynamics of ZRS was recently proposed by the principal investigator and will be comprehensively studied in this project. Joint efforts with leading experimental groups promise significant advances in the understanding of several competing dynamic and static regimes of the ZRS. While until recently MIRO and ZRS were only observed in high-mobility AlGaAs/GaAs heterostructures, novel experimental techniques such as local pulsed terahertz-laser excitation as well as rapid technological advances made feasible their observation in several different material systems (currently including p-type Si/SiGe, ZnO/MnZnO, and electrons on surface of liquid He). Further combined theoretical and experimental studies in this direction should (i) provide a distinction between universal and material/geometry dependent properties of these phenomena; (ii) establish generic conditions for their observation; (iii) shed light on remaining controversial issues such as the striking polarization immunity of MIRO; (iv) provide access to the material parameters not accessible from standard transport measurements.
该理论项目解决了辐照二维电子系统低温磁输运中的两种引人注目的非平衡现象:微波诱导电阻振荡(MIRO)和相关的零电阻态(ZRS)。最近对自发电压的时间分辨测量为 ZRS 的域性质提供了第一个直接证据。同时,这些实验揭示了现有预测静态域的理论所没有预料到的缓慢的时间动态(包括序参数的自振荡和相反极性的域配置之间的近周期性切换的机制)。首席研究员最近提出了一种慢动力学机制,为 ZRS 的丰富动力学提供了合理的解释,并将在本项目中进行全面研究。与领先实验小组的共同努力有望在理解 ZRS 的几种竞争性动态和静态机制方面取得重大进展。虽然直到最近,MIRO 和 ZRS 仅在高迁移率 AlGaAs/GaAs 异质结构中观察到,但局部脉冲太赫兹激光激发等新颖的实验技术以及快速的技术进步使得它们在几种不同的材料系统(目前包括 p 型 Si/SiGe、ZnO/MnZnO 和液 He 表面上的电子)中的观察成为可能。在这个方向上进一步结合理论和实验研究应该(i)区分这些现象的普遍属性和材料/几何相关属性; (ii) 建立观察的一般条件; (iii) 阐明仍有争议的问题,例如 MIRO 惊人的偏振抗扰度; (iv) 提供对标准传输测量无法访问的材料参数的访问。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sensitivity of the anomalous Hall effect to disorder correlations
  • DOI:
    10.1103/physrevb.96.235148
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    I. Ado;I. Dmitriev;P. Ostrovsky;M. Titov
  • 通讯作者:
    I. Ado;I. Dmitriev;P. Ostrovsky;M. Titov
Magnetoresistance oscillations induced by high-intensity terahertz radiation
高强度太赫兹辐射引起的磁阻振荡
  • DOI:
    10.1103/physrevb.96.115449
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    T. Herrmann;Z. D. Kvon;I. A. Dmitriev;D. A. Kozlov;B. Jentzsch;M. Schneider;L. Schell;V. V. Bel'kov;A. Bayer;D. Schuh;D. Bougeard;T. Kuczmik;M. Oltscher;D. Weiss;S. D. Ganichev
  • 通讯作者:
    S. D. Ganichev
Evidence for non-Markovian electron dynamics in the microwave absorption of a two-dimensional electron system
二维电子系统微波吸收中非马尔可夫电子动力学的证据
  • DOI:
    10.1103/physrevb.96.155306
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    S. I. Dorozhkin;A. A. Kapustin;I. A. Dmitriev;V. Umansky;K. von Klitzing;J. H. Smet
  • 通讯作者:
    J. H. Smet
Self-oscillations and noise-induced flips of spontaneous electric field in microwave-induced zero resistance state
微波诱导零电阻状态下自发电场的自振荡和噪声诱导翻转
  • DOI:
    10.1209/0295-5075/126/57004
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    I. A. Dmitriev
  • 通讯作者:
    I. A. Dmitriev
Fine structure of high-power microwave-induced resistance oscillations
高功率微波诱导电阻振荡的精细结构
  • DOI:
    10.1103/physrevb.95.041403
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Q. Shi;M. A. Zudov;I. A. Dmitriev;K. W. Baldwin;L. N. Pfeiffer;K. W. West
  • 通讯作者:
    K. W. West
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知道了