Зависимости транспортного времени рассеяния и квантового времени жизни от концентрации 2D электронного газа в селективно-легированных одиночных GaAs квантовых ямах с короткопериодными AlAs/GaAs сверхрешеточными барьерами

Исследованы зависимости транспортного времени рассеяния ($\tau_t$), квантового времени жизни ($\tau_q$) и их отношения ($\tau_t/\tau_q$) от концентрации $\mathrm{2D}$ электронного газа ($n_e$) в селективно-легированных одиночных GaAs квантовых ямах с короткопериодными AlAs/GaAs сверхрешеточными барьерами. Экспериментальные зависимости объясняются рассеянием электронов на удаленных ионизированных донорах с эффективной $\mathrm{2D}$ концентрацией $n^*_R$ и фоновых примесях с $\mathrm{3D}$ концентрацией $n_B$. Получено выражение для $n^*_R(n_e)$, учитывающее роль локализованных в AlAs слоях X-электронов в подавлении рассеяния на случайном потенциале удаленных доноров. Показано, что наблюдаемое в эксперименте резкое возрастание $\tau_t$ и $\tau_q$ с увеличением $n_e$ выше некоторого критического значения $n_{ec}$ обусловлено уменьшением $n^*_R$. Установлено, что падение $\tau_t/\tau_q$ в области $n_e>n_{ec}$ обусловлено тем, что в исследуемой $\mathrm{2D}$ системе с уменьшением $n^*_R$ рассеяние на случайном потенциале фоновой примеси более существенно ограничивает рост $\tau_t$, чем $\tau_q$.