Квантовые размерные эффекты в системе неравновесных электронов и дырок на поверхности кремния

Исследованы магнитопроводимость и рекомбинационное излучение неравновесных электронно-дырочных ($e{-}h$) пар, связанных со слоем поверхностного заряда в кремнии. Обнаружено, что при возникновении [100]-дырочного слоя поверхностного заряда экранирование внешнего электрического поля при оптическом возбуждении осуществляется путем образования двумерного слоя дырок (первый слой) и дополнительного более удаленного от поверхности и менее плотного двумерного слоя электронов (второй слой). Измерены плотность электронов и их подвижность во втором слое, а также размер второго слоя. Установлено, что при большой плотности поверхностного заряда $n_{s}$ $e{-}h$-пары на поверхности кремния из-за отталкивания пар существуют в виде двумерной $e{-}h$-плазмы, а при малой — в виде капель $e{-}h$-жидкости, связанной со слоем поверхностного заряда. В системе поверхностных $e{-}h$-пар при ${n_{s}\approx10^{12}\,\text{см}^{-2}}$ обнаружен переход плазма–жидкость.