InAs-AlSb quantum wells in tilted magnetic fields
通过在相对于样品法线倾斜的磁场中的输运实验研究了InAs-AlSb量子阱。利用符合方法，我们发现，磁场高达28 T的自旋分裂可以大到朗道分裂的5倍。我们发现g因子的值约为13。对于小的偶数整数填充因子，在Shubnikov-de Haas振荡中的相应的最小值不能被调谐成任意倾斜角的最大值。这表明相邻朗道能级和自旋能级的反交叉。此外，我们发现特定的倾斜角的交叉从偶数整数占主导地位的Shubnikov-de Haas最小值的奇整数最小值作为磁场的函数。
2000-05-18 cond-mat.mes-hall
Zero-field spin splitting in InAs-AlSb quantum wells revisited
我们提出了高品质的InAs-AlSb量子阱的磁输运实验，显示出一个完美的清洁单周期Shubnikov-de Haas振荡下降到非常低的磁场。与基于不对称性引起的零场自旋分裂的理论预期相反，没有观察到拍频效应。载流子密度已被改变的持久的光电导效应，以及通过应用流体静压力，以影响在电子气的界面处的电场。尽管填充因子高达200的高分辨舒布尼科夫-德哈斯振荡，但仍然没有观察到零磁场下的自旋分裂迹象。这一令人惊讶和意想不到的结果进行了讨论，鉴于其他最近发表的数据。
1999-09-01 cond-mat.mes-hall
Fabrication and Characterization of InAs/AlSb based Magnetic Hall Sensors
基于霍尔效应的磁场传感器是对磁场的垂直分量敏感的矢量传感器。通常，硅基霍尔传感器用于需要低场灵敏度的大多数用途。对于更高的灵敏度，III-V族半导体如GaAs、InSb等，由于在室温下较高的载流子迁移率而提供更好的替代物。在这项工作中，霍尔传感器的基础上的二维电子气（2DEG）的异质结构的InAs/AlSb的制作。2DEG在表面以下约20 nm。在RT下通过霍尔测量推导出载流子密度为3.2x1016 /m2，迁移率为1.8 m2/Vs。进行1/f噪声分析以计算磁场分辨率为~1 uT/Hz 1/2。
2021-05-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnetocapacitance oscillations dominated by giant Rashba spin orbit interaction in InAs/GaSb quantum wells separated by AlSb barrier
本研究在由20 nm AlSb势垒隔开的InAs/GaSb量子阱中观测到磁电容振荡，通过独立欧姆接触和直流偏压调节载流子密度，证实了两种不等密度二维载流子系统的共存，并揭示了巨大Rashba自旋轨道相互作用的影响。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall
Scattering mechanisms of highest-mobility InAs/Al$_{x}$Ga$_{1-x}$Sb quantum wells
我们研究了分子束外延生长的，未掺杂的Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ Sb/InAs/AlSb量子阱与不同的缓冲区和势垒设计和不同的量子阱宽度。用Al $_{0.33}$ Ga $_{0.67}$ Sb缓冲层和较低的势垒以及24 nm的量子阱宽度实现了最高的迁移率。这些准单界面InAs/AlSb量子阱器件在1 $\times 10^{12}$ cm $^{-2}$和1.3 K的密度下达到了2.4 $~\times~10^{6}~$ cm $^2$ /Vs的栅极调谐迁移率。在霍尔酒吧设备的边界散射被发现强烈影响的迁移率确定在此迁移率制度。电离背景杂质散射在低电子密度，设备边界散射在中间电子密度，和子带间散射在高电子密度被确定为最有可能占主导地位的散射过程。朗道扇中的环状结构可以用朗道能级交叉的单粒子模型来解释。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy effective mass dependence of electron tunneling through CdS/CdSe, AlxGa1-xAs/GaAs and AlSb/InAs Multiple Quantum Barriers
用统一转移矩阵方法研究了异质结器件中电子对势垒的隧穿。势垒宽度对电子透射系数的影响也已被检查为不同对的半导体器件的显着的研究兴趣，在当前的几年。这些对涉及AlxGa 1-xAs/GaAs，AlSb/InAs和CdS/CdSe量子势垒，其尺寸从20 nm减小到5 nm，以观察隧道特性如何受到缩放的影响。阱区和势垒区中的有效电子质量通常随组成材料而变化。它已被证明，传输系数显着改变，由于耦合。电子能量的有效质量相关的传输系数已被评估的质量不连续性度量。每对量子结构的电子透射系数随其电子能量的变化而绘制，归一化到其势能。所得到的共振态对于设计探测器、光滤波器、光子开关器件以及其它光电和光子器件具有重要的意义。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of independent contacts in barrier-separated InAs/GaSb quantum wells
用分子束外延技术生长了InAs/GaSb双量子阱结构，中间用100 μ m的AlSb中间势垒隔开。我们报告了一种纳米结构技术，利用表面费米能级钉扎位置在InAs $[E_f^s(\rm InAs)]$实现独立的电接触到每个井。特别地，通过选择性地向下蚀刻到InAs来实现与上部InAs量子阱的单独欧姆接触，而通过耗尽方法获得与下部GaSb量子阱的接触。对于后者，上部InAs量子阱被覆盖有剩余的2-3 nm InAs层的顶部蚀刻沟槽局部夹断。作为相对低的$E_f^s(\rm InAs)$的结果，施加负偏置栅极电势将在GaSb中产生导电空穴沟道，并因此产生与下量子阱的单独欧姆接触。这种方法证明了与实验和支持的自洽带弯曲计算。一些分别探测库仑和隧道耦合的InAs/GaSb系统的实验现在变得容易。
2023-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotunneling in a Two-Dimensional Electron-Hole System Near Equilibrium
测量了InAs/AlSb/GaSb/AlSb/InAs异质结在低温（1.7K < T <60 K）和不同角度的磁场作用下的零偏压微分隧穿电导。Shubni kov-de Haas磁导振荡揭示了InAs界面处电子的二维特征，并给出了它们的数量。振荡的温度依赖性表明在费米能级处存在场诱导的能隙，类似于之前在更简单的2D-2D隧穿系统中观察到的。考虑两个InAs电极中不同二维密度的磁导率的计算与主要观察结果一致，但未能解释可能与GaSb区域中二维空穴的存在有关的特征。
2000-09-28 cond-mat.mes-hall
Tunneling Characteristics of an Electron-Hole Trilayer under an In-plane Magnetic Field
研究了在平行于界面的磁场作用下，电子和空穴分别在InAs和GaSb区积累的GaSb/AlSb/InAs/AlSb/GaSb异质结的隧穿特性。低温（T = 4.2K），零偏置的磁导表现出的行为，证明了电子和空穴的二维特征，并允许我们确定的空穴密度和电子-空穴分离。所观察到的场依赖性的电流-电压特性的解释由平行的电子和空穴的动量的相对变化引起的字段。
2002-07-02 cond-mat.mes-hall
Shot Noise Enhancement in Resonant Tunneling Structures in a Magnetic Field
我们观察到，在磁场作用下，GaSb-AlSb-InAs-AlSb-GaSb双势垒结构中的隧道电流散粒噪声I可以超过2 qI。在T=4K下，在与电流平行的高达5 T的磁场中进行测量。噪声增强发生在每一个负微分电导区诱导的隧道通过朗道能级在InAs量子阱中的空穴。增强的量随着负电导的强度而增加，并达到高达8 qI的值。这些结果定性地解释了在良好的状态密度的波动，但指出需要一个详细的理论散粒噪声增强共振隧穿器件。
1998-05-25 cond-mat.mes-hall
Influence of etching processes on electronic transport in mesoscopic InAs/GaSb quantum well devices
我们报道了介观霍尔栅器件的电子特性，该器件由夹在AlSb势垒之间的InAs/GaSb量子阱耦合而成，AlSb势垒是二维拓扑绝缘体的新兴候选者。蚀刻结构的电子宽度从低场磁阻峰值确定，这是弹道极限中部分扩散边界散射的特征签名。在干蚀刻的情况下，发现电子宽度随电子密度而减小。相比之下，对于湿法蚀刻器件，它随密度保持恒定。此外，边界散射被发现是更镜面的湿法蚀刻设备，这可能是相关的研究拓扑边缘状态。
2015-07-03 cond-mat.mes-hall
Bulk Inversion Asymmetry effects on the band structure of zincblende heterostructures in an 8-band Effective Mass Approximation model
我们建立了一个八带有效质量近似模型，描述了由于体反转不对称性（BIA）引起的锌异质结能带结构中的零场自旋分裂。我们已经验证了我们的有限差分哈密顿变换在几乎所有的情况下，根据真正的$D_{2d}$或$C_{2v}$对称的[001]异质结构。这使得它成为一个计算效率高的工具，用于自旋电子学异质结构的能带结构的准确描述。我们首先计算了AlSb/GaSb/AlSb量子阱的能带结构，并描述了它的影响。然后，我们使用我们的模型来找到的能带结构的AlSb/InAs/GaSb/AlSb量子阱和结构和体反转不对称的自旋分裂的相对贡献。我们澄清这些贡献的重要性的声明，并得出结论，即使是我们的小间隙量子阱，BIA需要考虑到适当的描述的能带结构。
2002-12-17 cond-mat.mes-hall
Proximity effect and interface transparency in Al/InAs-nanowire/Al diffusive junctions
研究了InAs纳米线（NW）结与Al超导接触的邻近效应，利用背栅电压$V_g$调节InAs中的载流子密度.在高正$V_g$下，器件具有扩散结的传输特征，具有高度透明的界面-相当大的过量电流、再入电阻效应和接近Al间隙（$Δ_0$）的邻近间隙值（$Δ_N$）。在减少$V_g$，我们观察到的接近间隙下降到$Δ_N\approxΔ_0/2$在NW电导$\sim2e^2/h$，这是解释在Al/InAs界面透明度的载流子密度依赖性减少方面。我们证明，$Δ_N$的实验行为是密切再现的模型与浅势垒在Al/InAs界面。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced superconductivity within the InAs/GaSb edge conducting state
我们实验研究Andreev输运通过铟超导体和InAs/GaSb双层膜的边缘之间的界面。为了覆盖所有可能的制度的InAs/GaSb光谱，我们研究样品与10 nm，12 nm和14 nm厚的InAs量子阱。对于10 nm样品中直接带绝缘体的平凡情况，微分电阻证明了标准Andreev反射。对于带反转的InAs/GaSb结构（12 nm和14 nm样品），我们观察到了明显的低能结构，这是载流边缘态邻近诱导超导电性的直接证据。对于14~nm InAs阱样品，我们还观察到介观的电阻起伏，在低磁场中受到阈值抑制。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Superconducting proximity effect in inverted InAs/GaSb quantum well structures with Ta electrodes
我们介绍了我们最近在超导Ta电极上的顶栅InAs/GaSb量子阱混合结构中的电子输运结果。我们发现，整个InAs-Ta结的传输在很大程度上取决于界面的透明度，表现出明显的零偏压行为。对于一个相对电阻界面，在零偏压下观察到一个宽的电导峰。当InAs-Ta界面为透明时，在对应Ta的超导能隙的偏置电压下，出现了零偏压电导谷，并出现了两个相干峰状特征。用Blonder-Tinkham-Klapwijk理论可以很好地拟合不同栅压下透明InAs-Ta结的电导谱。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall
Superconducting proximity effect in InAsSb surface quantum wells with in-situ Al contact
我们在用外延Al接触生长的InAs $_{0.5}$ Sb $_{0.5}$量子阱中发现了强的超导邻近效应，这对介观和拓扑超导性具有重要意义.与更普遍研究的InAs和InSb半导体不同，体InAs $_{0.5}$ Sb $_{0.5}$支持更强的自旋轨道耦合和更大的$g$因子。然而，这些潜在的理想属性还没有以前测量的外延异质结构与超导体，这可以作为容错拓扑量子计算的平台。通过结构和输运表征，我们观察到高质量的接口和强自旋轨道耦合。我们在InAs $_{0.5}$ Sb $_{0.5}$量子阱上制备了约瑟夫森结，观察到了很强的邻近效应。这些结在500 nm的接触间距处表现出正常电阻与临界电流的乘积$I_{c}R_{N} = \SI{270}{\micro V}$和过量电流的乘积$I_{ex}R_{N} = \SI{200}{\micro V}$。这两个量都证明了高度透明接触的鲁棒和长距离邻近效应。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall
Near-surface InAs 2DEG on a GaAs substrate: characterization and superconducting proximity effect
我们研究了GaAs衬底上基于InAs量子阱的近表面二维电子气。在没有电介质层的设备中，我们估计大的电子迁移率的顺序为$10^5$ cm $^2$ /Vs。我们已经观察到量子点接触的量子化电导，并确定了g因子。使用外延铝层的样品，我们定义了多个约瑟夫森结，并发现临界电流是栅极可调的。基于多个Andreev反射的超导体-超导体界面是透明的，具有125 $μ$ eV的诱导间隙。我们的研究结果表明，该平台的混合拓扑超导器件的可行性。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall
Hybrid InAs nanowire-vanadium proximity SQUID
我们报道了基于InAs纳米线和钒超导电极的超导量子干涉器件（SQUID）的制备和表征。这些介观器件被发现是非常强大的热循环和操作高达$\sim2.5$ ~K的温度与降低的功耗。我们表明，我们的几何形状允许获得近对称的设备具有非常大的磁场调制的临界电流。所有这些特性使得这些器件对于片上量子电路实现具有吸引力。
2010-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nb/InAs nanowire proximity junctions from Josephson to quantum dot regimes
实验研究了用Nb引线与InAs纳米线接触制作的约瑟夫森结中的超导邻近效应。观察到接触性排斥反应$t \sim 0.7$。在低温下的电子相位相干长度超过沟道长度。然而，弹性散射长度比通道长度短几倍。电学测量揭示了量子输运的两种机制：（i）约瑟夫森机制，其特征在于高达$\sim 100$ nA的无耗散电流，以及（ii）量子点机制，其特征在于与纳米线沟道内的自发量子点相关联的Andreev束缚态（ABS）的形成。在状态（i）中，临界电流$I_c$相对于轴向磁场$B_{||}$的行为显示出对场$>2$ T的意外调制和持续。在量子点制度中，ABS被建模为安德森型模型的电流偏置的解决方案。在这两个运输制度的Majorana费米子实验设备的适用性进行了讨论。
2016-11-26 cond-mat.mes-hall
Interlayer current near the edge of an InAs/GaSb double quantum well in proximity with a superconductor
我们研究了在InAs/GaSb双量子阱中实现的铌超导体和二维电子空穴双层边缘之间的结的电荷输运。对于超导体的透明界面，我们证明了界面附近的层间电荷转移决定了结电阻。从实验$I-V$曲线的分析，我们得出结论，邻近诱导超导有效地耦合电子和空穴层在低电流。临界电流随面内磁场的变化呈现周期性变化，而垂直于双层膜平面的磁场则呈现单调性变化。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing proximity induced superconductivity in InAs nanowire using built-in barriers
束缚态在超导体-纳米线混合器件中起着核心作用，携带着关于基态性质（Shiba或Andreev态）或关于超导体拓扑性质（Majorana态）的信息。这种束缚态的光谱依赖于良好定义的隧道势垒的形成，通常由栅电极限定，这导致光滑的隧道势垒。门依赖性和热激活测量已被用来确认的存在和估计的高度，这个障碍。通过将这些线耦合到超导电极，我们研究了纳米线段中感生间隙的栅极电压依赖性，我们可以使用基于Andreev束缚态的简单模型来理解。我们的研究结果表明，这些内置的障碍是有前途的未来光谱工具
2020-01-25 cond-mat.mes-hall
Superconducting proximity effect in epitaxial Al-InAs heterostructures
半导体基约瑟夫森结为研究邻近效应提供了一个平台，因为它可以通过栅极电压调节结的特性，并可以大规模制造复杂的约瑟夫森电路。近年来，利用InAs弱连接与外延铝接触的约瑟夫森结除了提高制造工艺的可靠性之外，还提高了正常电阻与临界电流的乘积$I_cR_N$。在这里，我们研究了类似的器件与外延接触，发现大的超导和大量的产品$I_cR_N$在我们的结。然而，当我们将这些样品与更高迁移率的样品在过电流和正常电阻的乘积$I_{ex}R_N$方面进行比较时，我们发现了显著的差异。在低迁移率器件中，过电流可以忽略不计，而在高迁移率样品中，过电流很大且与栅电压和结长无关。这表明，即使两种样品类型都具有外延接触，只有高迁移率的样品具有高透明度界面。在高迁移率短结中，我们观察到半导体弱连接中的$I_cR_N/Δ\sim 2.2$和$I_{ex}R_N/Δ\sim 1.5$值。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Giant gate-controlled odd-parity magnetoresistance in one-dimensional channels with a magnetic proximity effect
根据Onsager原理，一般导体的电阻$R$表现为外部磁场$B$的偶函数。只有在特殊的情况下，即时间反演对称性（TRS）被铁磁性破缺的情况下，才能观察到$R$对$B$的奇分量。这种不寻常的现象，称为奇宇称磁阻（OMR），迄今为止是微妙的（< 2%），难以控制的外部手段。在这里，我们报告了一个巨大的OMR高达27%的边缘传输通道的InAs量子阱，这是磁化的邻近效应从下面的铁磁半导体（Ga，Fe）Sb层。结合实验结果和理论分析，使用线性化玻尔兹曼方程，我们发现，同时打破的TRS的磁邻近效应（MPE）和空间反演对称性（SIS）在一维（1D）的InAs边缘通道是这个巨大的OMR的起源。我们还展示了在边缘通道中使用TRS或SIS的电门控来打开和关闭OMR的能力。这些发现提供了一个深刻的洞察一维半导体系统具有强磁耦合。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Supercurrent through a spin-split quasi-ballistic point contact in an InAs nanowire
研究了Ta基超导电极与InAs纳米线接触时的超导邻近效应。使用本地底栅，我们控制沿纳米线的潜在景观，调整其电导准弹道制度。在高磁场（$B$）下，我们观察到与前两个自旋极化一维模相关的近似量子化电导平台。对于$B < 1$ T，超导性的发生伴随着相当大的电荷本地化的发展，导致0.7型电导异常。在这个制度中，邻近超电流表现出不寻常的，非单调的$B$的依赖。我们解释这一发现的近藤效应之间的竞争，占主导地位的近$B=0$，和塞曼效应，强制执行自旋极化和出现的$π$相移的约瑟夫森关系在较高的$B$。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Controlling Fermi level pinning in near-surface InAs quantum wells
混合超导-半导体异质结构是基于介观和拓扑超导性的量子器件的一个很有前途的平台。在这些结构中，半导体必须紧密靠近超导体并形成欧姆接触。这可以适应于窄带隙半导体，如InAs，其中表面费米能级位于导带附近。在这项工作中，我们研究了近表面InAs量子阱的结构特性，发现表面形态与低温传输密切相关，其中电子迁移率对底层渐变缓冲层的生长温度非常敏感。通过引入In $_{0.81}$ Al $_{0.19}$ As覆盖层，我们证明了我们可以改变In $_{0.81}$ Al $_{0.19}$ As薄膜的第一纳米内的表面费米能级钉扎。实验测量结果与Schrödinger-Poisson计算的电子密度非常吻合，表明In $_{0.81}$ Ga $_{0.19}$ As和In $_{0.81}$ Al $_{0.19}$ As表面的导带能量分别钉扎在费米能级以上的\SI{40}{\milli eV}和\SI{309}{\milli eV}上.
2022-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Josephson Junctions Via Anodization of Epitaxial Al on an InAs Heterostructure
我们结合电子束光刻和掩模阳极氧化的外延铝，以确定隧道结通过选择性氧化，减轻需要湿蚀刻处理或直接沉积的介电材料。应用这种技术来定义约瑟夫森结在邻近诱导超导Al-InAs异质结构，我们观察到多个Andreev反射在传输实验中，表示一个高品质的结。我们进一步比较通过湿法蚀刻和阳极氧化定义的霍尔酒吧的流动性和密度。这些结果可能会发现实用的新的制造方法，以结为基础的量子位平台。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
An observation of spin-valve effects in a semiconductor field effect transistor: a novel spintronic device
我们提出了第一个自旋电子半导体场效应晶体管。该器件的注入极和集电极接触由具有不同矫顽场的磁性坡莫合金薄膜制成，使得它们可以在不同的外加磁场中彼此平行或反平行磁化。导电介质是在AlSb/InAs量子阱中形成的二维电子气（2DEG）。从这个设备的数据表明，它的电阻是由两种不同类型的自旋阀效应控制：第一个发生在铁磁-2DEG接口;和第二发生在接触之间的直接传播。
1999-02-03 cond-mat.mes-hall
Giant gate-controlled proximity magnetoresistance in semiconductor-based ferromagnetic/nonmagnetic bilayers
新形式的大磁电阻（MR）的发现推动了信息技术的发展，例如磁性多层膜中的巨磁电阻（GMR）和隧穿磁电阻（TMR）。近年来，在由铁磁（FM）/非铁磁（NM）薄膜组成的简单双层膜中发现了新的磁电阻，但其磁电阻的大小很小（0.01 ~ 1%）。在这里，我们表明，NM/FM双层组成的NM InAs量子阱导电沟道和绝缘FM（Ga，Fe）Sb层表现出巨邻近磁电阻（PMR）（~80%，在14 T）。该PMR比迄今报道的NM/FM双层中观察到的MR大两个数量级，并且其幅度可以通过栅极电压来控制。这些结果被解释的InAs的二维电子波函数到（Ga，Fe）Sb的渗透。强烈调制的NM沟道电流的能力，由电和磁门控代表了一个新的概念磁门控自旋晶体管。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gate-controlled proximity magnetoresistance in In1-xGaxAs/(Ga,Fe)Sb bilayer heterostructures
磁邻近效应（MPE）是在磁性不同的层之间的界面处的铁磁耦合，作为将铁磁性引入高迁移率非磁性导电沟道的一种有前途的途径，引起了人们的广泛关注。最近，我们的小组发现了巨邻近磁电阻（PMR），这是由MPE引起的非磁性半导体InAs量子阱（QW）层和铁磁半导体（Ga，Fe）Sb层之间的界面。非磁性半导体中的MPE可以通过施加栅极电压并控制InAs QW中的电子波函数穿透到相邻的绝缘铁磁（Ga，Fe）Sb层中来调制。然而，在InAs/（Ga，Fe）Sb界面获得强MPE的最佳条件尚未澄清。本文系统地研究了In_（1-x）Ga_xAs（x = 0%，5%，7.5%，10%）/（Ga，Fe）Sb双层半导体异质结在宽栅压范围内的PMR特性。Ga的引入改变了InAs薄膜的电子结构，特别是改变了电子载流子的有效质量和量子阱势。我们对In_（1-x）Ga_xAs/（Ga，Fe）Sb异质结中PMR的实验结果和理论分析表明，MPE不仅取决于电子波函数对（Ga，Fe）Sb的穿透程度，而且还取决于电子密度。这些发现有助于我们揭示MPE的微观机制，在基于半导体的非磁性/铁磁性异质结。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum Spin Hall Effect in Inverted Type II Semiconductors
量子自旋霍尔（QSH）态是量子物质的一种拓扑非平凡态，它保持了时间反演对称性;它在本体中具有能隙，但在边缘处具有拓扑鲁棒的无隙态。最近，这一新的效应已被预测和观察到的碲化汞量子阱。在这项工作中，我们预测在由InAs/GaSb/AlSb制成的II型半导体量子阱中产生类似的效应。量子阱能带结构具有与CdTe/HgTe量子阱类似的“反转”相，当费米能级位于带隙内时，其为QSH态。由于该量子阱的非对称结构，反转对称性破缺和层间电荷转移效应是必不可少的。通过标准的自洽计算，我们表明，QSH状态持续存在时，包括这些修正，和正常的绝缘体和QSH相位之间的量子相变可以通过栅极电压电调谐。
2008-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity Effect Transfer from NbTi into a Semiconductor Heterostructure via Epitaxial Aluminum
我们展示了转移的超导性能的NbTi-一个大的间隙高临界场超导体-到InAs异质结构通过薄的中间层外延Al。两个设备的几何形状，一个约瑟夫森结和一个栅极定义的量子点接触，被用来表征界面的透明度和两步邻近效应。在约瑟夫森结中，多次Andreev反射揭示了接近1的透明性，具有诱导间隙$Δ^*=0.50~\mathrm{meV}$和临界温度$7.8~\mathrm{K}$。Tunneling光谱产生硬诱导间隙相邻的超导体的$Δ^*=0.43~\mathrm{meV}$与Al和NbTi的子结构特征的InAs。
2016-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrostatic Control Enables Robust Helical Edge Channel Transport in III-V Quantum Spin Hall Insulators
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ctd.qmat）；Laboratoire Charles Coulomb (L2C)（夏尔·库仑实验室 (L2C)）；Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IES（电子与系统研究所）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）；École Normale Supérieure, PSL（巴黎高等师范学院，PSL）
研究基于InAs/GaInSb的二维拓扑绝缘体中量子自旋霍尔输运受寄生影响的问题，采用双栅静电控制方法，减轻了相关限制，为III-V族量子自旋霍尔系统中可调拓扑输运提供了可靠平台。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall
Andreev interference in the surface accumulation layer of half-shell InAsSb/Al hybrid nanowires
了解载流子在III-V纳米线的空间分布接近耦合到超导体的混合量子器件的基础上的实验的设计和解释是很重要的。本文利用平行磁场中的Andreev干涉研究了InAsSb/Al纳米线的栅相关表面积累层。均匀的混合纳米线和具有短约瑟夫森结的装置制造的阴影光刻，表现出周期性调制的开关电流。周期对应于通过纳米线直径的通量量子，并且与占据圆柱形表面累积层的Andreev束缚态一致。空间分布是可调的门电位从静电模型的预期。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall
Repairing the Surface of InAs-based Topological Heterostructures
拓扑保护量子位的候选系统包括基于异质结构的二维电子气（2DEG），该异质结构通过邻近效应表现出强的自旋轨道相互作用（SOI）和超导性。对于InAs或InSb基材料，需要形成浅量子阱以产生硬带隙的$p$波超导态，这通常会使它们受到制造引起的损伤，从而限制了它们的迁移率。在这里，我们研究在处理InAs 2DEG量子阱的散射机制，并展示了一种手段，通过修复的半导体介电界面，增加其流动性。钝化带电的杂质状态与氩-氢等离子体的结果在一个显着的增加，在测量的迁移率和减少其方差相对于未处理的样品，高达45300 cm $^2$ /（V s）在10 nm深的量子阱。
2019-08-23 cond-mat.mes-hall
Mobility exceeding 100,000 cm$^2$/Vs in modulation-doped shallow InAs quantum wells coupled to epitaxial aluminum
研究浅InAs量子阱与外延铝耦合的二维电子气输运性质，发现低温低密度下迁移率超100,000 cm$^2$/Vs，为拓扑超导研究提供高质量平台。
2023-02-23 cond-mat.mes-hall
Transport Properties of Near Surface InAs Two-dimensional Heterostructures
限制在窄带半导体表面的二维电子系统（2DES）引起了极大的兴趣，因为它们可以很容易地与超导（或铁磁性）集成，从而在混合器件架构和研究超导体附近的奇异态中实现新的可能性。在这项工作中，我们研究了砷化铟异质结构，其中清洁界面与超导性，高迁移率和自旋轨道耦合的组合可以实现。弱的反定域化测量表明在高密度下存在强的自旋-轨道耦合。我们研究了磁输运作为顶部势垒和密度的函数，并报告了整数量子霍尔态的清晰观察。我们报道了改进的电子迁移率达到44，000 cm $^{2}$ /Vs在未掺杂的异质结和良好发展的整数量子霍尔态开始低至2.5 T。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Gating of high-mobility InAs metamorphic heterostructures
我们研究了在高迁移率InAs变质异质结构上制造的栅极定义器件的性能。我们发现，异质结覆盖的In $_{0.75}$ Ga $_{0.25}$ As往往表现出平行导电的迹象，由于其表面费米能级的导带最小值附近。在这里，我们介绍了一种技术，可用于估计这种表面电荷的密度，涉及从室温下的栅极偏置冷却。我们已经能够在高正偏置下消除并联导电，但实现完全耗尽已被证明是困难的。我们发现，通过使用In $_{0.75}$ Al $_{0.25}$ As作为势垒而不使用In $_{0.75}$ Ga $_{0.25}$ As覆盖，可以实现并联传导的急剧减少。我们的研究表明，这不会显著改变量子阱的输运性质。我们实现了完全耗尽InAlAs覆盖异质结构与非滞后的门控响应适合于制造栅极定义的介观器件。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic proximity effect in F-QDot-S device
研究了InAs纳米线基量子点（QD）与铁磁（F）和超导（S）导线强耦合时的铁磁邻近效应。通过自旋1/2近藤共振的分裂来检测F导的影响。我们发现，F铅诱导的量子点上的本地交换场，它具有不同的振幅和符号取决于电荷状态。F和S相关性的相互作用产生了与交换场相关的超间隙特征。这种新颖的微型间隙现在允许交换场的可视化，即使在电荷状态下也是如此。
2010-11-02 cond-mat.mes-hall
InAs/MoRe hybrid semiconductor/superconductor nanowire devices
实现能够在强磁场存在下在半导体中邻近诱导大能隙的超导体是半导体/超导体混合材料在未来量子信息技术中应用的主要目标。在这里，我们研究的性能组成的InAs纳米线的电接触的铼-铼（MoRe）超导合金的设备。MoRe薄膜的相变温度约为10 K，临界磁场超过6 T.正常/超导体设备使隧道光谱的相应的诱导超导性，这是保持高达~10 K，和MoRe的约瑟夫森设备表现出超电流和多个Andreev反射。我们确定了一个诱导的超导能隙低于预期的转变温度，并观察在有限的磁场间隙软化。这些可能是基于大间隙II型超导体的混合体的共同特征。这些结果鼓励进一步开发基于MORE的混合动力车。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helicoidal excitonic phase in an electron-hole double layer system
本文提出了在库仑耦合的二维电子-空穴双层（EHDL）系统中存在螺旋激子相。在此之前，人们已经证明层状InAs/AlSb/GaInSb异质结是寻找激子凝聚相的理想实验平台，而其电子层具有不可忽略的Rashba相互作用。我们澄清，由于Rashba项，自旋三重态（自旋-1）激子场在EHDL系统中形成螺旋结构，螺旋平面可以由面内塞曼场控制。结果表明，由于重空穴层中的Dirac项很小，但有限，在面内场作用下激子场的螺旋结构导致电子层中的螺旋{ \it磁}序.基于线性化分析，我们进一步计算了螺旋激子相低能Goldstone模的动量-能量色散。我们讨论了可能的实验探针的激子相的EHDL系统。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling effects in zinc-blende InSb and wurtzite InAs nanowires: Realistic calculations with multiband $\vec{k} \cdot \vec{p}$ method
对III-V族半导体纳米线导带中的自旋轨道场进行了系统的数值研究。锌掺杂的InSb纳米线被认为是沿着[001]，[011]和[111]方向，而纤锌矿InAs纳米线被认为是沿着[0001]和[10 $\overline{1}$ 0]或[11 $\overline{2}$ 0]方向。利用实空间参数的平面波展开求解了实际多带$\vec{k} \cdot \vec{p}\,$哈密顿量。在所有情况下，线性和立方自旋轨道耦合参数提取纳米线宽度从30到100 nm。典型的自旋轨道能量在$μ$ eV尺度上，除了沿着[10 $\overline{1}$ 0]或[11 $\overline{2}$ 0]生长的InAs纤锌矿纳米线，其中自旋轨道能量约为meV，很大程度上与线直径无关。通过施加横向电场，获得了显著的自旋-轨道耦合，引起Rashba效应。对于约4 mV/nm的电场，所获得的自旋轨道能量在所有研究的生长方向上对于两种材料为约1 meV。其中自旋-轨道效应最大的最有利的系统是沿[1010]或[11 $\overline{2}$ 0]生长的InAs WZ纳米线，因为这里在没有电场的情况下自旋-轨道能量已经是巨大的（meV）。最不利的是沿[0001]生长的InAs WZ纳米线，因为在这里即使电场也不会将自旋轨道能量增加到超过0.1 meV。所得结果对半导体纳米线的光学取向、自旋输运、弱局域化和超导邻…
2018-04-30 cond-mat.mes-hall
Electrical spin injection and detection in a semiconductor. Is it feasible?
自旋极化电子在半导体中的电注入原则上可以通过经由欧姆传导将电流从铁磁金属驱动到半导体中来实现，其中已知电流是显著自旋极化的。为了检测，第二铁磁体可以用作漏极。研究了以高迁移率InAs/AlSb二维电子气（2DEG）为衬底，Ni、Co和坡莫合金为铁磁电极的亚微米横向自旋阀结。在标准几何结构中，很难将真正的自旋注入与其他效应分开，包括局部霍尔效应、来自铁磁电极的异常磁阻（AMR）贡献以及弱局域/反局域校正，这可以紧密地模拟自旋阀效应所期望的信号。尺寸的减小和多端非局部几何的使用使我们能够将不必要的影响降至最低。尽管我们做了所有的努力，我们还没有能够观察到自旋注入。然而，我们发现，在这些系统中的这种“负”的结果实际上是一致的扩散系统中的自旋输运的理论预测。
2000-07-19 cond-mat.mes-hall
Theory of Spin Transport Induced by Ferromagnetic Proximity On a Two-Dimensional Electron Gas
本文提出了铁磁金属中交换劈裂对半导体中二维电子气的邻近效应理论。由此产生的自旋相关的能量和寿命的2DEG创建一个显着的自旋分裂驱动面内电流。平面输运理论允许电流通过界面泄漏到铁磁层中，这导致漂移和扩散之间的竞争。可以利用2DEG的自旋相关面内导电性来提供场效应晶体管配置中基于平面器件的自旋电子器件的新范例。一个说明性的例子是通过运输理论的建议自旋阀，它包括一个场效应晶体管配置与两个铁磁栅极。结果提供了两个实验访问系统：硅反型层和自然形成的InAs积累层。
2003-09-15 cond-mat.mes-hall
Spin triplet superconducting proximity effect in a ferromagnetic semiconductor
传统的自旋单重态超导性深深地渗透到铁磁体中，通常被交换相互作用杀死，这破坏了自旋单重态对。然而，在某些情况下，超导性通过采用自旋三重态的配对行为而在这种相互作用中幸存下来。由于理论框架和实验的重大发展，三重态对出现的必要条件已经得到了很好的理解。然而，在磁性半导体中诱导超导性的长期挑战涉及观察有限超导电流的困难，即使在主体材料中产生超导性已经得到了很好的建立和广泛的研究。在这里，我们展示了在铁磁半导体（In，Fe）As中邻近诱导超导性的第一个证据。超电流达到了$\sim 1~μ$ m的距离尺度，这与纯InAs表面的二维电子的邻近范围相当。考虑到它的邻近效应和对磁场的响应范围，我们得出结论，自旋三重态配对在邻近超导中占主导地位。因此，铁磁半导体的这一进展是涉及非常规超导配对的半导体物理的突破。
2018-06-21 cond-mat.mes-hall
Energy and Effective Mass Dependence of Electron Tunnelling Through Multiple Quantum barriers in Different Heterostructures
用统一的转移矩阵方法研究了异质结中电子穿过势垒的隧穿问题。本文研究了势垒宽度对电子透射系数的影响。这些对包括CdS/CdSe、AlGaAs/GaAs和InAs/AlSb。势垒尺寸从20 nm减小到5 nm，以观察缩放对隧穿特性的影响。电子能量从势垒高度以下到势垒高度以上变化时，材料依赖性突出，势垒和阱内的电子有效质量往往不同。结果表明，耦合效应导致了传输效果的显著变化。.有效质量依赖的透射系数已相对于电子能量绘制。计算基于传递矩阵法，并使用MATLAB。
2010-02-09 cond-mat.mes-hall gr-qc math-ph
Spectroscopy of the superconducting proximity effect in nanowires using integrated quantum dots
超导邻近效应多年来一直是重要研究工作的焦点，并且最近作为具有大自旋轨道相互作用的材料中的拓扑非平凡态的基础吸引了新的兴趣，其中保护的边界态对量子信息技术有用。然而，这些状态的光谱是具有挑战性的，因为传统的隧道势垒的有限的空间和能量控制。在这里，我们报告的电子光谱测量的邻近间隙的半导体砷化铟（InAs）纳米线（NW）段耦合到超导体（SC），使用空间分离的量子点（QD）在晶体生长过程中确定性地形成。我们提取的特征参数描述的邻近间隙被抑制为较低的电子密度和充分发展为较大的。这种栅极可调的邻近效应的过渡可以理解为从长到短的子带隙束缚态在NW段结制度的过渡。我们的设备架构开辟了系统的，明确的光谱研究subgap束缚态，如马约拉纳束缚态。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
Induced superconducting pairing in integer quantum Hall edge states
砷化铟（InAs）近表面量子阱（QWs）由于其允许量子阱中的二维态与超导体中的二维态之间的强杂化，因此在超导体-超导体异质结构的制备中具有广阔的应用前景。在这项工作中，我们提出的结果InAs量子阱中的量子霍尔制度放置在超导NbTiN附近。我们观察到下游电阻为负，霍尔（上游）电阻相应降低，这与非常高的Andreev转换一致。我们分析的实验数据使用Landauer-Büttiker形式主义，广义Andreev反射过程。我们归因于Andreev转换在我们的设备中的高效率的InAs/NbTiN界面的大的透明度和随之而来的强杂交的QH边缘模式与超导体中的状态。
2022-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable proximity effects and topological superconductivity in ferromagnetic hybrid nanowires
结合外延超导体和铁磁绝缘体层的混合半导体纳米线器件最近已被实验探索作为在零施加磁场下的拓扑超导性的替代平台。在这个证明的原则工作，我们表明，拓扑制度可以达到在实际设备中取决于一些几何约束。为此，我们进行数值模拟的InAs线中，我们明确包括超导铝和磁性EuS壳，以及在自洽的平均场水平与静电环境的相互作用。我们的计算表明，纳米线上的磁性和超导邻近效应都可以通过附近的门来调节，这要归功于它们能够将波函数移动到整个线部分。我们发现，拓扑相位是实现在相图的重要部分，只有在配置中的Al和EuS层重叠的一些线面，由于相当本地的直接诱导自旋极化和外观的额外的间接交换场通过超导体。虽然与最近的实验解释明显相关，但可调谐邻近效应在更广泛的超导自旋电子学领域中引起了人们的兴趣。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall
Josephson Interference due to Orbital States in a Nanowire Proximity Effect Junction
实验研究了Nb-InAs异质结-Nb结中的约瑟夫森超电流。纳米线由于邻近效应而变为超导，并且可以维持相位相干的超电流。在轴向磁场中观察到一个意想不到的调制的结的临界电流，我们归因于一种新形式的约瑟夫森干涉，由于多频带的性质的纳米线。占据不同轨道角动量状态的Andreev对获得不同的超导相位，产生临界电流与磁通量的振荡。我们开发了一个半经典的多带模型，再现实验数据很好。虽然自旋-轨道和塞曼效应被预测产生类似的行为，轨道效应在这里研究的设备中占主导地位。在多带纳米线约瑟夫森结的研究中，特别是在这种器件中寻找拓扑超导性的特征时，应该考虑轨道状态和磁场之间的这种相互作用。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall
Understanding the superconducting proximity effect in semiconductors through quantum oscillations
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University College London（伦敦大学学院）；University of Oxford（牛津大学）
本研究通过对覆盖不同金属薄膜的埋入式InAs量子阱的量子振荡分析，确定了超导体下方的载流子参数，揭示了金属对界面子带及量子寿命的影响，为超导体-半导体异质结构提供了关键的正常态参数。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anomalous metallic phase and reduced critical current in superconducting nanowires due to inverse proximity effect
University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本研究揭示了超导细 wire 中金属接触诱导的反近邻效应导致异常金属相和临界电流降低的现象，为理解介观超导体提供了新视角。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in PbTe-Pb hybrid nanowire Josephson junctions
本文首次在PbTe-Pb混合纳米线中实现超导邻近效应，展示栅极可调超电流和硬超导能隙，为新型半导体体系中马约拉纳零能模探索和栅极可调量子比特应用奠定基础。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-polarized electric currents in diluted magnetic semiconductor heterostructures induced by terahertz and microwave radiation
研究了在面内外加磁场和微波或太赫兹辐射照射下稀磁半导体量子阱中的自旋极化电流。在（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te量子阱（QWs）和（In，Ga）As/InAlAs：Mn QWs中研究了这种效应，这些QWs属于众所周知的II-VI和III-V DMS材料系统，以及在异质价AlSb/InAs/（Zn，Mn）Te QWs中研究了这种效应，这些QWs代表了II-VI和III-V半导体的有前途的组合。实验数据和发展的理论表明，光电流起源于自旋相关的散射的自由载流子的静态缺陷或声子的Drude吸收的辐射和随后的载流子的弛豫。我们表明，在DMS结构的电流产生的效率大大提高相比，非磁性半导体。这种增强是由于载流子自旋与磁性离子局域自旋的交换相互作用引起的，一方面导致了巨大的塞曼自旋分裂，另一方面导致了外磁场极化的局域Mn ~（2+）离子对载流子自旋的散射.
2012-04-27 cond-mat.mes-hall
Dominant non-local superconducting proximity effect due to electron-electron interaction in a ballistic double nanowire
本文通过栅极可调弹道InAs双纳米线约瑟夫森结研究库珀对分裂，发现线间超导占主导，并将其归因于一维电子-电子相互作用，为高效CPS和马约拉纳费米子构筑提供新途径。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall
