Electron-hole interactions in coupled InAs-GaSb quantum dots based on nanowire crystal phase templates
我们报道了一种耦合量子点结构的生长和表征，该结构利用纳米线模板进行径向异质结构的选择性外延。起点是具有纤锌矿结构薄段的闪锌矿InAs纳米线。这些部分具有双重作用：它们作为隧道势垒的电子输运在InAs的核心，他们也局部抑制生长的GaSb壳，导致同轴InAs-GaSb量子点与集成的电探针。平行量子点结构的主机空间分离的电子和空穴的相互作用，由于II型中断的间隙的InAs-GaSb异质结。研究了电子和空穴输运过程中的库仑阻塞现象，观察到了电子和空穴的周期性相互作用，并通过模拟再现了这种相互作用。扭曲的库仑菱形表示电压引起的基态跃迁，可能是由于薄的GaSb壳层中空穴的空间分布的变化。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall
Edge Channel Transport in InAs/GaSb Topological Insulating Phase
采用六端霍尔栅结构，研究了不同InAs层厚度的InAs/GaSb异质结的输运特性.对于具有12 nm厚的InAs层的样品，具有各种电流/电压接触配置的非局部电阻测量显示，传输由边缘通道主导，具有可忽略的体积贡献。系统的非本地测量使我们能够提取个别边缘通道的电阻，揭示非弹性散射的急剧电阻波动指示。我们的研究结果表明，InAs/GaSb系统可以定制有导电的边缘通道，同时保持在体区域的间隙，并提供了一种方法来研究二维拓扑绝缘体，即使在量子化输运缺席。
2013-06-18 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
Spin-orbit interaction in InAs/GaSb heterostructures quantified by weak antilocalization
研究了InAs/ GaSb和InAs量子阱中的自旋轨道相互作用（SOI）。我们表明，通过温度和栅极相关的磁输运测量弱反局域化，占主导地位的自旋轨道弛豫机制在我们的低迁移率异质结构是Elliott-Yafet，而不是Dyakonov-Perel的形式的Rashba或Dresselhaus SOI如前所述。我们比较我们的研究结果与最近的工作，这种材料系统，并表明SOI长度位于相同的范围内。SOI的长度可以使用静电门控制，为开发自旋电子学应用开辟了前景。
2017-03-02 cond-mat.mes-hall
Lateral p-n Junction in an Inverted InAs/GaSb Double Quantum Well
我们在零和非零垂直磁场下对倒置InAs/GaSb双量子阱中的横向pn结进行了输运测量。在零磁场下，由于杂化间隙的存在，该结表现出类似二极管的行为。随着磁场的增加，我们探讨了量子霍尔制度，自旋极化的边缘状态具有相同的手征要么反射或传输的结，而相反的手征经历一个混合过程，导致完全平衡沿宽度的结独立的自旋。这些结果为利用InAs/GaSb双量子阱中的pn结探测拓扑量子自旋霍尔态与量子霍尔态之间的跃迁奠定了基础。
2017-05-21 cond-mat.mes-hall
Observation of a Helical Luttinger-Liquid in InAs/GaSb Quantum Spin Hall Edges
本文报道了在InAs/GaSb量子自旋霍尔绝缘体边缘观察到的螺旋状Luttinger液体，它在低温和低偏压下表现出电导的特征抑制。此外，电导表现出幂律行为作为温度和偏置电压的函数。结果表明，在InAs/GaSb边缘态的输运过程中存在着强烈的电子-电子相互作用效应.由于边缘模的费米速度是由门控制的，因此可以对Luttinger参数进行微调。可调Luttinger液体的实现提供了一个一维模型系统，为未来的预测相关效应的研究。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall
Localization of trivial edge states in InAs/GaSb composite quantum wells
InAs/GaSb异质结构是一种有望产生量子自旋霍尔效应的系统。然而，正如最近的实验研究所证实的那样，这种效应的最重要的亮点，即，由非平凡边缘状态引起的电导量化被由平凡边缘状态引起的寄生电导所掩盖。在这项工作中，我们提出了实验观察的强烈本地化的平凡的边缘模式在InAs/GaSb异质结构，这是弱无序的硅δ类掺杂剂内的InAs层。边缘传导，其特征在于在低温下的温度无关的行为和在高温下的幂律被观察到的指数缩放与边缘的长度。对一系列器件的测量结果的综合分析与准一维电子系统的局域化理论是一致的。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall
Transport studies of electron-hole and spin-orbit interaction in GaSb/InAsSb core-shell nanowire quantum dots
我们报道了GaSb/InAsSb核壳纳米线中平行双量子点的低温输运研究。在负栅压下，电荷稳定性图中观察到库仑钻石的规则图案，我们将其归因于通过GaSb核心中的量子点的单空穴隧穿。随着栅极电压的增加，所测量的电荷稳定性图显示了额外的量子点的出现，我们认为这是在InAsSb壳层中形成的电子量子点。我们发现，电子-空穴相互作用引起的迁移共振的源极-漏极电压的平均电子-空穴相互作用强度为2.9毫电子伏的提取。我们还进行了磁输运测量的孔量子点在GaSb核心和提取水平相关的g因子和自旋轨道相互作用。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations in quantum point contacts of InAs/GaSb heterostructures
通过对InAs/GaSb异质结构和HgTe/（Hg，Cd）Te量子阱的量子输运模拟，研究了二维拓扑绝缘体中的量子点接触.在InAs/GaSb中，边缘态密度随到边缘的距离的变化呈现振荡衰减。这与碲化汞量子阱中边缘态的行为相反，碲化汞量子阱以简单的指数方式衰减到体中。这两种材料之间的差异是由InAs/GaSb中的电子和空穴的空间分离所带来的，这影响了描述Bernevig-Hughes-Zhang模型中的粒子-空穴不对称性和子带间耦合强度的参数的大小。我们指出，波函数的衰减特性直接影响到点接触电导对收缩宽度和费米能的依赖关系，这一点可以通过实验得到验证，并有助于准确地确定相关参数的值。在InAs/GaSb异质结的情况下，电导幅度振荡作为收缩宽度的函数的边缘状态的渗透的振荡，而在碲汞/（汞，镉）碲量子阱的一个单一的开关从传输到反射接触预测。
2016-05-14 cond-mat.mes-hall
Electric field-induced edge state oscillations in GaSb/InAs quantum wells
GaSb/InAs量子阱具有量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）特性。在这些系统中的QSHI相的实验表征依赖于电荷中性附近的量子化边缘输运的存在。然而，实验数据表明，边缘电导的存在下，在\emph{trivial}制度表明，需要额外的实验签名来表征的QSHI阶段。在这里，我们表明，电场诱导的间隙振荡可以被用来作为一个指标的存在下，在系统中的螺旋边缘状态。通过研究一个实际的低能GaSb/InAs量子阱模型，我们证明了当系统被电场驱动到拓扑相时，这种振荡必然会出现在窄的样品中.我们的研究结果可以作为一个指导搜索额外的实验签名的存在下的拓扑保护的螺旋边缘状态的GaSb/InAs系统。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall
Hidden edge Dirac point and robust quantum edge transport in InAs/GaSb quantum wells
磁场作用下InAs/GaSb量子阱中量子边输运的鲁棒性引起了时间反演对称性破缺下物质拓扑相命运的问题。揭示了InAs/GaSb量子阱中一种特殊的能带结构演化：电子子带与重空穴子带交叉，而与轻空穴子带反交叉.当系统处于深反转区时，螺旋边态的拓扑保护带交叉点（Dirac点）被拉向靠近甚至掩埋在体价带中，这归因于轻空穴子带的存在.通过边缘态的有效g因子验证的相当大的塞曼能隙在面内或垂直磁场的作用下在狄拉克点处打开，然而它也可以隐藏在体价带中。这为最近在强磁场作用下InAs/GaSb量子阱中量子边输运的鲁棒性观察提供了一个合理的解释。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Electric and Magnetic Tuning Between the Trivial and Topological Phases in InAs/GaSb Double Quantum Wells
在理论预测的二维拓扑绝缘体中，InAs/GaSb双量子阱（DQWs）具有独特的双层结构，电子和空穴气体被分隔在两层中，这使得能够通过电场和磁场来调节能带排列。然而，丰富的平凡拓扑相图还有待实验探索。我们提出了一个在原位和连续调谐之间的平凡和拓扑绝缘相的InAs/GaSb双量子阱通过电双门。此外，我们表明，一个平面内的磁场移动的电子和空穴带相对于彼此在动量空间，作为一个强大的工具来区分拓扑结构不同的状态。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall
Experimental Signatures of the Inverted Phase in InAs/GaSb Coupled Quantum Wells
对InAs/GaSb双量子阱在零磁场和有限磁场作用下的输运进行了测量。我们调查了一个样品中的电子和空穴共存的倒置制度，并将其与另一个样品中的非倒置半导体制度。在平行磁场中电荷中性点处的电阻峰值的强烈抑制结合的激活行为证明了反转样品中的电子和空穴带之间的拓扑杂化间隙。我们观察到一个非常规的朗道能级谱与磁场施加垂直于量子阱调制的能隙。这是由InAs和GaSb量子阱共同提供的强自旋-轨道相互作用引起的。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall
Insulating state and giant non-local response in an InAs/GaSb quantum well in the quantum Hall regime
我们目前在InAs/GaSb双量子阱中进行的输运测量。在电子-空穴交叉由栅极电压调谐，在纵向电阻率的强烈增加，观察到增加垂直磁场。伴随着超过电阻量子的一个数量级的本地电阻，我们发现一个明显的非本地电阻信号几乎相似的幅度。这两种效应的共存被调和在一个模型中的反向传播和耗散量子霍尔边缘通道提供背散射，由剩余的体电导率短。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Finite Conductivity in Mesoscopic Hall Bars of Inverted InAs/GaSb Quantum Wells
我们在实验上研究了InAs/GaSb量子阱霍尔栅器件的低温电导率。使用一对静电门，我们能够将费米能级移动到电子-空穴杂化状态，并观察到一个微小的间隙。间隙中的电导率的温度依赖性示出了残余电导率，这可以一致地通过在杂质散射的存在下来自自由载流子以及杂化载流子的贡献来解释，如Naveh和Laikhtman [Euro.物理快报，55，545-551（2001）]。实验的稳定性建议的螺旋边缘状态的影响将被讨论。
2010-02-01 cond-mat.mes-hall
Giant spin-orbit splitting in inverted InAs/GaSb double quantum wells
在InAs/GaSb量子阱中的输运测量揭示了靠近杂化带隙的能带的巨大的自旋轨道分裂。这种分裂是电子-空穴混合和自旋-轨道耦合相互作用的结果，并且可以超过杂化能隙。实验研究了类电子态和类空穴态的能带分裂随顶栅电压的变化规律。与传统的非反转二维电子气不同，InAs/GaSb中的费米能可以穿过单个自旋分辨带，从而导致全自旋轨道极化。在全极化制度，我们观察到奇异的传输现象，如量子霍尔高原演变的$e^2/h$步骤和一个非平凡的Berry阶段。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled semimetal-topological insulator transition in an InAs/GaSb heterostructure
我们报道了半金属InAs/GaSb异质结构到拓扑绝缘体的栅控转变。通过降低带反转的程度与前和背栅电压引起的过渡。纵向电阻峰的温度依赖性表明，随着栅极电场的增加，体区域中的能隙打开。体传导的抑制和过渡到一个拓扑绝缘体确认使用双锁定技术，这使我们能够严格比较不同的电流路径的样品中的电压分布，而不受随时间变化的电阻波动的影响的非局部电阻测量。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall
Non-local transport via edge-states in InAs/GaSb coupled quantum wells
我们研究了低温下InAs/GaSb双量子阱上的电子输运，该系统有望从普通拓扑绝缘体到拓扑绝缘体实现电调谐。长度为$50\,μ$ m至几$μ$ m的霍尔条在电荷中性附近逐渐形成明显的电阻平台，这伴随着沿边缘的明显的非局部输运。平台电阻被发现是高于或低于螺旋边缘通道的预期量化值。我们讨论这些结果的基础上不完美的边缘和剩余的局部体电导率之间的相互作用。
2015-04-27 cond-mat.mes-hall
Multisubband Plasmons in InAs/GaSb Broken Gap Quantum Well
该研究探究重掺杂InAs/GaSb破隙量子阱的多子带等离激元模式，验证8带k·p半经典模型可准确预测其椭偏光谱，指出单带模型的局限性，为相关量子技术应用提供支撑。
2025-06-17 cond-mat.mes-hall
Skipping orbits and enhanced resistivity in large-diameter InAs/GaSb antidot lattices
研究了高迁移率InAs/GaSb反点晶格的磁输运性质。除了在低磁场下通常的可磁化性特征外，我们还发现在2.5 T附近有一个广泛的经典起源的最大值。后者可以归因于一类罗塞塔型轨道环绕一个单一的antidot。这是由一个简单的输运计算的基础上的经典久保公式和庞加莱表面的截面在不同的磁场值的分析。在低温下，我们观察到弱的1/B周期振荡叠加在经典的最大值。
1998-07-27 cond-mat.mes-hall
Far Infrared Edge Photoresponse and Persistent Edge Transport in an Inverted InAs/GaSb Heterostructure
研究了具有反转能带结构的InAs/GaSb双量子阱的直流输运和远红外光响应。DC输运系统地取决于DC偏置配置和操作温度。令人惊讶的是，它揭示了强大的边缘传导，尽管普遍的散装运输在我们的设备的宏观尺寸。在180 GHz的远红外线斜入射照明下，我们测量到了很强的光伏响应。我们的结论是量子自旋霍尔边缘输运产生所观察到的横向光伏。总的来说，我们的实验结果支持一个假设，即光响应所产生的直接耦合的入射辐射场的边缘状态。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall
The effect of in-plane magnetic field and applied strain in quantum spin Hall systems: application to InAs/GaSb quantum wells
受最近在InAs/GaSb量子阱\cite{du2013} $^,$ \cite{xu2014}中发现的量子化自旋霍尔效应的启发，我们利用Landauer-Butikker方法，从理论上研究了面内磁场和应变效应对电荷电导量子化的影响.我们的理论预测的鲁棒性的电导量子化对磁场高达20特斯拉的非常高的领域。我们使用一个无序的跳跃项来模拟应变，并表明应变可能有助于量子化的电导。将讨论与实验的相关性。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall
Interaction-induced crossover between weak anti-localization and weak localization in a disordered InAs/GaSb double quantum well
本文研究了InAs/GaSb双量子阱结构中弱局域区的磁输运性质。由于载流子耗尽使用顶栅电极，我们观察到从弱反局域化（WAL）到弱局域化（WL）的交叉，当非弹性相破裂时间降低到自旋轨道特征时间以下时，由于在较低的载流子浓度下增强的电子-电子相互作用。随着温度的升高，观察到相同的交叉。非弹性散射率的线性温度行为表明，在我们的二维系统中，主要的相破裂机制是由于电子-电子相互作用。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall
Anomalous Conductance Oscillations in the Hybridization Gap of InAs/GaSb Quantum Wells
我们在二维InAs/GaSb量子自旋霍尔绝缘体中观察到电导的磁振荡。它的绝缘体起源明确地证明了电导和电阻的反相振荡。特征在于，在金属区中，间隙内振荡频率高于靠近导带边缘的Shubnikov-de Haas振荡。温度依赖性显示热激活和涂抹效应，这不能描述的Lifshitz-Kosevich理论。提出了一个在绝缘区具有大准粒子自能的两带Bernevig-Hughes-Zhang模型来描述带隙振荡的主要性质。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall
Suppression of bulk conductivity in InAs/GaSb broken gap composite quantum wells
InAs/GaSb量子阱中的二维拓扑绝缘体态通过依赖于绝缘体的拓扑保护螺旋边缘沟道输运来表现。本工作研究了一种通过使用不同杂质浓度的镓源材料来抑制体电导率的方法。虽然最高纯度的镓伴随着通过样品本体的清晰传导，但故意引入的杂质导致本体电阻超过1 MΩ。发现该电阻与施加的磁场无关。报道了在Sb基样品生长用的分子束外延系统中制备的GaAs/AlGaAs结构的超高电子迁移率。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
Chaotic Quantum Transport near the Charge Neutrality Point in Inverted Type-II InAs/GaSb Field-Effect Transistors
在这里，我们提出了我们最近的量子输运结果的电荷中性点（CNP）周围的II型InAs/GaSb场效应晶体管。在零磁场下，在CNP处产生接近4 e^2/h的电导最小值，并且它遵循半对数温度依赖性。在量子化磁场（B）和低温下，在电子和空穴区域观察到了发展良好的整数量子霍尔态。量子输运在极高的B场下在CNP周围显示出类似噪音的行为。令人惊讶的是，当对角电导率σ_{xx}与霍尔电导率σ_{xy}作图时，发现了圆形电导率定律，表明量子输运行为是混沌的。
2012-04-03 cond-mat.mes-hall
Single-edge transport in an InAs/GaSb quantum spin Hall insulator
我们报告在一个单一的边缘通道的InAs/GaSb量子自旋霍尔绝缘体的传输测量，其中的传导发生通过只有一对反向传播的边缘模式。通过使用涉及高度不对称电流路径的特定样本设计，我们将二维拓扑绝缘体的单个边缘通道与另一边缘电隔离。这使我们能够通过多端测量来探测单个边缘。对于4- $μ$ m长的边缘，两端和四端电阻在$h/e^2$周围显示出接近量子化的平台，表明准弹道输运。我们的方法是有利的，因为它使我们能够从局部测量中洞察微观区域。
2016-07-12 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
Electrical tuning of helical edge states in topological multilayers
在拓扑绝缘体中，GaSb/InAs量子阱呈现出支持量子自旋霍尔绝缘体相的能带的断裂间隙排列，并且形成了在寻找奇异物质状态中的重要构建块。这样的结构允许带隙反转，电子和空穴被限制在相邻层中，为调整相应的拓扑性质提供了肥沃的土壤。利用全三维8带${\bf k}\cdot{\bf p}$方法研究了沿生长方向施加电场对GaSb/InAs/GaSb和InAs/GaSb/InAs多层膜的反转能带结构和螺旋边态的影响.通过调节电场模量，我们诱导的导带和价带的能级的变化，导致在量子自旋霍尔绝缘体相的螺旋边缘状态主要局限在GaSb层。特别是，我们发现，InAs/GaSb/InAs有一个大的杂化间隙约$12\,\textrm{meV}$，因此，有希望观察到无质量的狄拉克费米子与一个大的费米速度。我们的GaSb/InAs多层膜的全面表征创建了一个基础平台，在此基础上可以对比III-V异质结构的进一步优化。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Anomalous Rashba spin-orbit interaction in InAs/GaSb quantum wells
从理论上研究了InAs/GaSb量子阱中的Rashba自旋轨道相互作用。我们发现，Rashba自旋分裂（RSS）敏感地依赖于InAs层的厚度。RSS对窄的InAs/GaSb量子阱表现出非线性行为，对宽的InAs/GaSb量子阱表现出振荡特性。带间耦合的减弱和增强引起了非线性和振荡行为。RSS还显示出相对于外部电场方向的不对称特征。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized States and Quantum Spin Hall Effect in Si-Doped InAs/GaSb Quantum Wells
研究了Si掺杂InAs/GaSb量子阱中的局域带隙态和量子自旋霍尔效应。我们提出了一个模型描述施主和/或受主杂质来描述Si掺杂剂。该模型显示在间隙束缚态和宽的电导平台与量子化值$2e^2/h$在轻掺杂剂浓度，与最近的实验由杜等人一致。我们预测的电导下降结构，由于在该区域的本地化长度$ξ$是可比的样品宽度$L_y$，但远小于样品长度$L_x$的后向散射。
2014-01-19 cond-mat.mes-hall
Probing the semiconductor to semimetal transition in InAs/GaSb double quantum wells by magneto-infrared spectroscopy
我们用磁红外光谱研究了InAs/GaSb双量子阱从正常态到反转态的半导体到半金属的转变。我们发现，由于我们的样品的低载流子密度（接近本征极限），磁吸收谱从一个单一的回旋共振峰在正常状态下的多个吸收峰的反转状态下，具有明显的磁场依赖性。使用八带Pidgeon-Brown模型，我们解释了在我们的实验中观察到的所有主要吸收峰。我们证明了半导体到半金属的转变可以通过控制量子限制、应变和磁场来实现。我们的工作铺平了道路的最佳InAs/GaSb结构的能带工程实现新的拓扑状态，以及在太赫兹制度的设备应用。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall
Electric control of inverted gap and hybridization gap in type II InAs/GaSb quantum wells
在InAs/GaSb量子阱中，由于InAs层的电子带能量低于GaSb层的重空穴带的反向能带结构，在理论上预言并在实验上观察到了量子自旋霍尔效应。电子带和重空穴带之间的杂化导致远离k=0的杂化间隙。最近在实验中的一个令人困惑的观察是，当系统被调整到更倒置的制度，由门电压（一个更大的倒置间隙在k=0），杂交间隙减少。受此实验的启发，我们基于八带Kane模型探讨了杂化带隙随外加电场的变化关系。当改变电场时，我们确定了两种机制：（1）反转能隙和杂化能隙都增加;（2）反转能隙增加而杂化能隙减小。基于有效模型，我们发现GaSb层中的光空穴带在决定杂化带隙中起着重要的作用。此外，大的外电场可以诱导强的Rashba分裂，也影响杂化间隙。
2016-03-19 cond-mat.mes-hall
Circular and Linear Photogalvanic Effects in Type-II GaSb/InAs Quantum Well Structures in the Inverted Regime
我们报告的观察太赫兹辐射引起的光电流效应的II型GaSb/InAs量子阱反转带阶。光电流在辐射斜入射时被激发，并由几个不同的贡献随辐射偏振态的变化而变化;由螺旋度驱动的一个和由辐射的线性偏振驱动的另一个具有可比的幅度。实验和理论分析表明，在结构反转不对称性占主导地位的系统中，光电流主要由圆形和线性光电流效应所控制。玻尔兹曼运动方程框架内发展的微观理论既考虑了光电效应，又很好地描述了所有的实验结果。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall
Contribution of top barrier materials to high mobility in near-surface InAs quantum wells grown on GaSb(001)
近表面InAs二维电子气（2DEG）系统在实现可扩展拓扑量子计算机的多个马约拉纳零模网络方面具有巨大的潜力。提高近表面2DEG的迁移率有利于稳定拓扑超导态以及复杂网络中多个Majorana零模的关联。在这里，我们研究近表面的InAs 2DEG（13 nm远离表面）生长在GaSb（001）衬底，其晶格常数是密切匹配的InAs，通过分子束外延。通过比较Al $_{0.9}$ Ga $_{0.1}$ Sb和In $_{0.75}$ Ga $_{0.25}$ As作为顶部势垒，研究了10 nm厚的顶部势垒对迁移率的影响。Al $_{0.9}$ Ga $_{0.1}$ Sb顶部势垒上的3 nm厚的覆盖层也通过修改来自表面处的2D远程电离杂质的散射来影响2DEG电子输运性质。在具有Al $_{0.9}$ Ga $_{0.1}$ Sb顶部势垒和In $_{0.75}$ Ga $_{0.25}$ As覆盖层的InAs 2DEG中观察到650，000 cm $^2$ /Vs的最高传输迁移率和3.81 $\times$ 10 $^{11}$ cm $^{-2}$的电子密度。高迁移率样品中的Shubnikov-de Haas振荡分析表明，长距离散射，如远程电离杂质散射，是生长在GaSb（001）衬底上的InAs 2DEG的主要散射机制。与生长在晶格失配的InP上的InAs量子阱相比，生长在GaSb上的量…
2018-09-19 cond-mat.mes-hall
Images of edge current in InAs/GaSb quantum wells
边缘比几微米长得多的量子自旋霍尔器件不显示弹道输运：也就是说，它们的测量电导远小于每个边缘的$e^2/h$。我们在InAs/GaSb量子阱的长边成像的边缘电流，并确定了有效的边缘电阻。令人惊讶的是，虽然有效的边缘电阻是远远大于$h/e^2$，它是独立的温度高达30 K内的实验分辨率。已知的候选散射机制并不能解释我们观察到的有效边缘电阻是大的，但与温度无关。
2014-06-21 cond-mat.mes-hall
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
Topological Charge/spin density Wave in InAs/GaSb Quantum Wells under an In-plane Magnetic Field
利用自洽平均场论研究了面内磁场作用下InAs/GaSb量子阱中量子自旋霍尔态的相互作用效应。我们构建了一个相图作为层内和层间相互作用的函数，并确定了两个新的阶段，电荷/自旋密度波阶段和激子凝聚相。电荷/自旋密度波相是拓扑非平凡的螺旋边缘输运在边界处，而激子凝聚相是拓扑平凡的。塞曼效应是强烈的重整化，由于在某些参数制度的系统中的相互作用，导致一个小得多的g因子，这可能会稳定的螺旋边缘输运。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall
Anomalous Quantum Oscillations of Interacting Electron-hole Gases in Inverted Type-II InAs/GaSb Quantum Wells
我们报告的磁输运研究的InAs/GaSb双层量子阱的制度，电子和空穴气体之间的层间隧道被抑制。当化学势被调谐到接近电荷中性点时，我们观察到反常的量子振荡，这种振荡在磁场中呈相反的周期性，并且具有极高的频率，尽管在高度绝缘的状态下观察到它们。在电荷中性状态下，高薄层电阻和高频量子振荡看似矛盾的共存，在单粒子图像中无法理解。我们提出了一个解释，我们的实验观察到的电子和空穴气体之间的库仑阻力，从而提供了强有力的证据，库仑相互作用的意义，在这个拓扑绝缘体。
2018-12-13 cond-mat.mes-hall
Decoupling edge versus bulk conductance in the trivial regime of an InAs/GaSb double quantum well using Corbino ring geometry
采用Corbino环几何模型分析了InAs/GaSb量子阱结构的边电导和体电导。我们发现，边缘电导存在于平凡的制度，这个理论预测的拓扑系统与温度不敏感的线性电阻率每单位长度在2千欧姆/微米的范围内。的电阻器网络模型的设备开发去耦的边缘电导从体电导，提供了一种定量的技术，以进一步调查这种平凡的边缘电导的性质，最终确定在这里作为n型。
2016-05-16 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Topological and Normal Insulating Phases in Electro-Optically Tuned InAs/GaSb Bilayer Quantum Wells
本文通过光学和电学调谐InAs/GaSb双层量子阱，实验发现普通绝缘相与拓扑绝缘相可共存，并提出在体区构建平凡-拓扑绝缘界面的新电光调控方案。
2024-01-22 cond-mat.mes-hall
Magnetotunneling Between Two-dimensional Electron Gases in InAs-AlSb-GaSb Heterostructures
我们已经观察到，在名义上相同的InAs-AlSb界面处形成的二维（2D）电子气之间的隧穿磁导最经常表现出两组具有几乎相同频率的Shubnikov-de Haas振荡。用电导模型定量解释了这一结果，其中二维气体具有不同的密度，并且可以在具有不同量子指数的朗道能级之间隧穿。当界面的外延生长条件被优化时，零偏磁导显示出一组振荡，从而证明两个电子气之间的不对称性可以被消除。
2003-04-03 cond-mat.mes-hall
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
Phase Slips and Parity Jumps in Quantum Oscillations of Inverted InAs/GaSb Quantum Wells
我们提出了一个强杂化的InAs/GaSb双量子阱的磁输运测量。我们发现自旋轨道相互作用导致了类空穴态的自旋分裂，在垂直磁场中形成了明显的朗道能级。由此产生的量子霍尔态是由一个周期性的偶数和奇数的总填充所产生的，由于同时占领的电子和空穴类朗道能级的不同简并。此外，振荡电荷转移之间的所有涉及的子带导致离散的相位滑移在通常的顺序填充的朗道能级，巧合的是，相位滑移接近$π$。这些结果揭示了新的见解，在复合系统的朗道水平结构，并解释截取指数图，这是常规调查贝里的阶段的存在下获得的后果。
2018-09-21 cond-mat.mes-hall
Scalable GaSb/InAs tunnel FETs with non-uniform body thickness
GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管具有亚阈值摆幅大、通态电流大（$I_{\rm{ON}}$）的优点，是未来低功耗集成电路的强有力候选器件。然而，在短的通道长度，他们遭受来自小的带隙和小的有效质量的InAs通道的大隧穿泄漏。如本文所提出的，通过减小沟道厚度同时保留厚的源极-沟道隧道结，从而形成具有非均匀体厚度的设计，可以显著减轻该问题。由于量子限制，薄的InAs沟道提供了大的带隙和大的有效质量，减少了双极和源漏隧穿泄漏在截止状态。厚的GaSb/InAs隧道结，相反，提供了一个低的隧道势垒和小的有效质量，允许一个大的隧道概率在ON状态。此外，限制诱导的带不连续性增强了隧道电场并产生共振态，进一步改善了$I_{\rm{ON}}$。原子量子输运模拟表明，在15 nm沟道长度、$I_{\rm{OFF}}=1\times10^{-3}$ A/m和$V_{\rm{DD}}=0.3$ V下，可获得弹道式$I_{\rm{ON}}=284$ A/m。而在均匀体厚度下，可获得的最大$I_{\rm{ON}}$仅为25 A/m。模拟还表明，该设计可扩展到亚10 nm的沟道长度。
2016-07-17 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in a dual gated InAs/GaSb quantum well
研究了双栅InAs/GaSb量子阱中的自旋轨道相互作用。使用电场，量子阱可以在仅具有电子作为载流子的单载流子状态和电子和空穴共存的双载流子状态之间调谐。在这两个制度的自旋轨道相互作用表现为在舒布尼科夫-德哈斯振荡的跳动。在单载流子状态中，线性Dresselhaus强度的特征在于$β=$ 28.5 meV $Å$，并且通过改变电场将Rashba系数$α$从75调谐到53 meV $Å$。在双载流子区，自旋劈裂随栅压的变化呈现非单调性，这与我们的能带结构计算结果一致。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Electron and Hole Photoemission Detection for Band Offset Determination of Tunnel Field-Effect Transistor Heterojunctions
隧道场效应晶体管的电性能关键取决于其半导体异质结界面处的能带偏移。从历史上看，很难通过实验确定电子带如何在异质结界面处排列。我们在这里报告的实验方法，以确定一个完整的能带对齐的破隙隧道场效应晶体管的基础上的InAs/GaSb异质结。在传统的内部光电发射测量中，通过使用石墨烯作为光学透明电极，可以量化InAs/GaSb界面处的电子和空穴势垒高度。对于Al_2O_3/InAs/GaSb层状结构，从电子发射推断出从InAs和GaSb价带顶到Al_2O_3导带底的势垒高度，而空穴发射揭示出从Al_2O_3价带顶到InAs和GaSb导带底的势垒高度。随后，在破碎的间隙InAs/GaSb接口的偏移参数提取，从而可以用来促进电子量子隧穿效率和晶体管性能的预测模型的发展。
2014-10-05 cond-mat.mes-hall
Edge Transport in the Trivial Phase of InAs/GaSb
我们目前的输运和扫描SQUID测量InAs/GaSb双量子阱，系统预测是一个二维的拓扑绝缘体。顶栅和背栅允许独立控制密度和带偏移，允许从平凡到拓扑状态的调谐。在平凡的制度，体电导率淬火，但运输持续沿边缘，表面上类似于预测的螺旋边缘通道的拓扑制度。我们在平凡的制度，在各种各样的样品的几何形状和测量配置，作为一个函数的温度，磁场，和边缘长度的边缘传导的特征。尽管相似的研究声称测量的螺旋边缘通道，我们的表征点，这些意见的非拓扑起源。
2016-08-07 cond-mat.mes-hall
Vertical transport in InAs/GaSb superlattice: role of ionized impurity and interface roughness scatterings
本文利用界面粗糙度散射和电离杂质散射研究了InAs/GaSb超晶格中垂直电子迁移率随温度的变化。用有限差分K.P方法计算了InAs/Gasb超晶格的能带结构，研究了它们的输运性质。研究了几个结构参数如层厚、界面粗糙度、相关长度和离子密度等对垂直迁移率的影响。理论模拟结果表明，这两种散射机制在低温和薄层系统中是重要的。
2015-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin states in InAs/AlSb/GaSb semiconductor quantum wells
通过自洽求解Kane模型和Poisson方程，从理论上研究了InAs/AlSb/GaSb断隙量子阱中的自旋态. InAs/AlSb/GaSb量子阱中的自旋态与单带Rashba模型中的自旋态有很大的不同，这是由于电子-空穴杂化的结果。最低传导子带的Rashba自旋分裂表现出振荡行为。D 'yakonov-Perel'自旋弛豫时间随Fermi波矢的增加出现多个峰。通过在InAs和GaSb层之间插入AlSb阻挡层，可以大大减少杂化。因此，可以通过改变AlSb势垒的厚度来显着调节自旋取向、自旋分裂和D 'yakonov-Perel'自旋弛豫时间。
2009-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Extracting band structure characteristics of GaSb/InAs core-shell nanowires from thermoelectric properties
具有GaSb核和InAs壳（和倒置结构）的纳米线对于由于材料界面处的体断裂带隙对准的电子-空穴杂化和相互作用效应的研究是有趣的。我们使用八带$\mathbf{k\cdot p}$理论结合包络函数近似计算了这种纳米线的能带结构。对于固定的芯半径，作为壳厚度的函数，能带结构从金属（对于厚壳）改变为半导体（对于薄壳），具有由量子限制引起的带隙。对于中间壳层厚度，可以出现不同的带隙能带结构，其中间隙由GaSb中的价带和InAs中的导带之间的杂化引起。为了建立纳米线能带结构和热电测量中的签名之间的关系，我们使用计算的能量分散体作为玻尔兹曼方程和弹道输运方程的输入，分别研究扩散极限和弹道极限。我们的理论结果为实验提供了指导，显示了门控设置中的热电测量如何用于区分不同类型的带隙，或将系统调谐到具有少量电子和少量空穴的制度，这可能对激子物理学的研究感兴趣。
2017-03-31 cond-mat.mes-hall
Interplay of exciton condensation and quantum spin Hall effect in InAs/GaSb bilayers
研究了InAs/GaSb双层量子阱的相图。对于小的隧穿振幅之间的层，我们发现，该系统是容易形成的s-波激子凝聚相，其中的自旋结构的序参量是唯一确定的小自旋轨道耦合所产生的体反转不对称性。该相位在拓扑上是平凡的，并且不支持边传输。相反，对于大的隧穿振幅，我们得到了一个拓扑非平凡的量子自旋霍尔绝缘体相与p波激子序参量，这提高了杂化带隙。这些拓扑上不同的绝缘体由具有自发破缺的时间反转对称性的绝缘相分离。接近量子自旋霍尔和时间反转破相之间的相变，边缘运输显示在小样本的量子化电导，而在长样本的平均自由程与在边缘的背散射是温度无关的，与最近的实验一致。
2014-05-18 cond-mat.mes-hall
Band structure and end states in InAs/GaSb core-shell-shell nanowires
InAs/GaSb异质结构中的量子阱可以被调谐到与量子自旋霍尔效应相关联的拓扑状态，该量子自旋霍尔效应是由于反转的带隙和杂化的电子和空穴状态而产生的。在这里，我们研究电子空穴杂化和量子自旋霍尔效应的命运在准一维几何形状，实现在一个核-壳-壳纳米线与绝缘体的核心和InAs和GaSb壳。在Kane模型和包络函数近似下，利用$\mathbf{k \cdot p}$理论计算了无限长纳米线的能带结构，并将计算结果映射到研究有限长纳米线的BHZ模型上.显然，量子自旋霍尔边缘状态不能出现在核-壳-壳纳米线，缺乏一维边缘，但在反转带隙制度，我们发现，有限长度的线，而不是主机本地化状态的线端。这些端态不受拓扑保护，它们是四重简并的，并且在沿轴向的潜在无序的存在下分裂成两个Kramers对。然而，有一些残余的拓扑保护的量子自旋霍尔边缘状态的意义上说，端状态是完全鲁棒的（时间反转保持）角无序，只要体带隙不关闭。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall
Observation of Quantum Spin Hall States in InAs/GaSb Bilayers under Broken Time-Reversal Symmetry
拓扑绝缘体是一类具有非平凡表面或边缘态的新型材料。时间反演对称性（TRS）保护TI的特征在于Z2拓扑不变量，并且它们的螺旋性质在施加的磁场中变得丧失。目前，存在广泛的努力，寻找由对称性而不是TRS保护的TI。在这里，我们表明，一个拓扑相的特点是自旋陈拓扑不变的实现在一个倒置的电子空穴双层工程从砷化铟锑化镓（InAs/GaSb）半导体，保持强大的螺旋边缘下的强磁场。宽电导平台的2 e2/h的值进行观察，他们坚持到12 T的面内磁场没有证据过渡到一个平凡的绝缘体。在高达8 T的垂直磁场中，不存在体间隙闭合的特征。虽然费米能量保持在体隙内，但在强磁场中纵向电导从2 e2/h增加，表明手性边缘输运的趋势。我们的研究结果是第一个证据的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体的自旋陈省身不变量的保护。这些结果表明，InAs/GaSb双层膜是一种新的系统，工程强大的螺旋边缘通道自旋电子学和创造和操纵马约拉纳粒子在固态所需的。
2013-06-08 cond-mat.mes-hall
