Giant suppression of the Drude conductivity due to quantum interference in disordered two-dimensional systems

Temperature and magnetic field dependences of the conductivity in heavily doped, strongly disordered two-dimensional quantum well structures GaAs/In$_x$Ga$_{1-x}$As/GaAs are investigated within wide conductivity and temperature ranges. Role of the interference in the electron transport is studied in the regimes when the phase breaking length $L_\phi$ crosses over the localization length $\xi\sim l\exp{(\pi k_Fl/2)}$ with lowering temperature, where $k_F$ and $l$ are the Fermi quasimomentum and mean free path, respectively. It has been shown that all the experimental data can be understood within framework of simple model of the conductivity over delocalized states. This model differs from the conventional model of the weak localization developed for $k_Fl\gg 1$ and $L_\phi\ll\xi$ by one point: the value of the quantum interference contribution to the conductivity is restricted not only by the phase breaking length $L_\phi$ but by the localization length $\xi$ as well. We show that just the quantity $(\tau_\phi^\ast)^{-1}=\tau_\phi^{-1}+\tau_\xi^{-1}$ rather than $\tau_\phi^{-1}$, where $\tau_\phi\propto T^{-1}$ is the dephasing time and $\tau_\xi\sim\tau\exp(\pi k_F l)$, is responsible for the temperature and magnetic field dependences of the conductivity over the wide range of temperature and disorder strength down to the conductivity of order $10^{-2} e^2/h$.Comment: 11 pages, 15 figure

Natuurlijke immobilisatie van zware metalen in de bodem

In Nederland zijn grote hoeveelheden licht met zware metalen verontreinigde grond en baggerspecie aanwezig. Een eenvoudige methode om hiermee om te gaan is immobilisatie van de zware metalen in de vorm van sulfiden. Hiervoor is het noodzakelijk dat degrond of baggerspecie anaëroob onder aanwezigheid of toevoer van sulfaat wordt opgeslagen. Risico van dit concept van natuurlijke immobilisatie is dat, als gedurende een periode niet kan worden voldaan aan de randvoorwaarden, er hermobilisatie kan optreden. Dit risico is onderzocht. Het grootste risico is een onverwachte verlaging van het grondwaterpeil of het optreden van een extreem droge periode. Dit is gesimuleerd in het Rhizotron van Wageningen UR. Er is gebruik gemaakt van een baggerspecie met verhoogde concentraties zink en cadmium. In de uitgangssituatie bevatte het poriewater verhoogde hoeveelheden zware metalen. Opnieuw vastleggen van de zware metalen in sulfiden vereiste circa vijftig dagen. Hierna zijn grondwaterpeilen verlaagd en is een extreem droog jaar gesimuleerd. Dit zorgde boven in de specie voor sulfaatvorming, wat werd gevolgd door mobilisatie van zware metalen. Dit proces duurde vier maanden of langer, waarbij de aanwezigheid van gewas het proces versnelde. Op de plaatsen in de specie waar geen aërobie werd aangetroffen, is waargenomen dat de zware metalen op den duur sterker worden gebonden, wat resulteert in lagere concentraties. Deze waarden lagen onder de streefwaarde voor water. Resultaten van het onderzoek zijn vertaald naar adviezen voor de inrichting van locaties voor natuurlijke immobilisatie. Aangegeven is waarmee rekening moet worden gehouden bij het herstel van de situatie na een verstoring