Electronic properties of thin films of tensile strained HgTe
拉伸应变碲化汞是一种三维拓扑绝缘体。由于其表面态狄拉克点相对于其小的体隙的能量位置，用于实验研究这种材料的相对较薄的MBE生长膜的电子特性对其静电带弯曲物理的细节非常敏感。我们用8带$\mathbf{k} \cdot \mathbf{p}$模型计算了厚度在30 ~ 70 nm之间的薄膜二维子带的栅电压依赖性以及相关的热力学和输运性质，自洽地考虑了拓扑保护表面态和体态响应对栅场屏蔽的影响.我们评论的有效介电常数，这是适当的，在这种类型的计算，主张一个较小的值$\varepsilon_r$ $\approx$ 6.5比常用的。与最近的实验相比，我们发现，我们完全微观模型的栅极场屏蔽改变了一些观察，已被用来表征应变碲化汞薄膜的解释。
2018-04-05 cond-mat.mes-hall
Terahertz photoresistivity of a high-mobility 3D topological insulator based on a strained HgTe film
我们报告的太赫兹（THz）的光电阻率在应变碲化汞三维拓扑绝缘体（3D TI）的所有费米能级位置的详细研究：内的导带和价带，并在体间隙。在存在磁场的情况下，我们检测到对应于回旋共振（CR）的顶面狄拉克费米子（DF）的共振和检查的非平凡的依赖关系的表面态回旋质量的费米能级位置。我们还检测到额外的共振功能在中等电子密度，并证明它们是由表面DF和体电子的混合。在高电子密度下，我们观察到太赫兹辐射引起的1/B周期性低场磁振荡耦合到谐波的CR，并证明它们有一个共同的起源与微波诱导的电阻振荡（MIRO）以前观察到的高迁移率GaAs基异质结构。这一观察结果证明了应变碲化汞薄膜中螺旋表面态形成的二维电子系统的优越性。
2020-11-20 cond-mat.mes-hall
Massive and topological surface states in tensile strained HgTe
磁输运测量门控高迁移率异质结构包含一个60 nm层的拉伸应变碲化汞，一个三维的拓扑绝缘体，显示发达的霍尔量子化从表面状态的n型和p型制度。虽然n型行为是由于在材料的拓扑表面态的输运，我们发现从8轨道k.p计算的p型输运的结果从大量的Pankov-Pankratov态。它们的形成阻止了狄拉克点，从而使p-传导拓扑表面态在输运实验中无法接近。这种解释是支持低场磁输运实验表明，在相关的栅极电压的n-导电拓扑表面状态和p-导电Pankratov状态的共存。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall
Strained HgTe: a textbook 3D topological insulator
拓扑绝缘体可以看作是具有导电表面的带状绝缘体。表面载流子是狄拉克粒子，其能量随动量线性增加。这赋予了狄拉克物质的非凡传输特性，狄拉克物质是一类电子特性类似石墨烯的材料。我们展示了碲化汞，一种已知在薄量子阱中表现出2D自旋霍尔效应的材料，\cite{Konig2007}可以通过利用CdTe基衬底上的晶格失配打开应变能隙而变成狄拉克物质的教科书示例。在输运中发现的狄拉克物质的证据表现为当化学势与狄拉克点重合时在低场下的发散霍尔角，以及从量子校正的符号到电导率。该材料可以随意设计，并且是干净的（良好的流动性），并且对带隙内的电导率几乎没有体积贡献。
2011-12-09 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect from the Topological Surface States of Strained Bulk HgTe
我们报告的三维，70 nm厚的碲化汞层，这是应变的碲化镉衬底上的外延生长的运输研究。应变在另外的半金属HgTe中诱导带隙，其因此变成三维拓扑绝缘体。在mK温度下，剩余体载流子对带隙碲化汞层的输运性质的贡献可以忽略不计。结果表明，样品表现出了量子化的霍尔效应，这是由二维单锥类狄拉克拓扑表面态引起的.
2011-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wiedemann-Franz behavior at the Weyl points in compressively strained HgTe
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）
本研究通过压缩应变HgTe层中的韦伊尔点，验证了热导与电导符合威德曼-弗兰兹定律，表明热量传输机制与电传输相同。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall
Seebeck and Nernst effects in topological insulator: the case of strained HgTe
从理论上研究了应变碲化汞在拓扑绝缘体相中的热电输运性质。我们开发了一个模型的系统使用狄拉克哈密顿量，包括由碲化汞和碲化镉衬底之间的界面引起的应变的影响。假设电子被电荷杂质散射，探讨了电导率张量，而热电势张量使用莫特关系解决。Seebeck和Nernst响应表现出显着的增强与其他二维狄拉克材料，如石墨烯，锗烷，prosphorene和锡烯相比。这些热电响应的强度，它们与外部垂直磁场和温度的依赖关系也得到了解决。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cyclotron Resonance Assisted Photocurrents in Surface States of a 3D Topological Insulator Based on a Strained High Mobility HgTe Film
我们报告的观察回旋共振诱导的光电流，激发连续波太赫兹辐射，在3D拓扑绝缘体（TI）的基础上的80 nm应变碲化汞薄膜。的光电流形成的分析支持的磁传输和辐射传输的互补测量。我们证明了光电流产生的拓扑保护的表面状态。研究门控样品中的共振响应，我们检查了光电流的行为，这使我们能够提取作为费米能量的函数的迁移率和回旋质量。对于高栅极电压，我们还检测到回旋共振（CR）的散装载体，质量约为两倍以上，获得的表面状态。根据TI表面载流子在动量空间的非对称散射，讨论了CR辅助光电流的起源。此外，我们表明，研究的光电流在门控样品提供了一个敏感的方法来探测的有效质量和二维狄拉克表面态的迁移率，当费米能级位于体能隙，甚至在导带。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall
Interplay of Dirac nodes and Volkov-Pankratov surface states in compressively strained HgTe
在拓扑绝缘体发现之前，狄拉克和外尔半金属已经成为当代凝聚态物理的一个重要研究方向。虽然很容易从理论的角度来看，这些拓扑半金属提出了一个严重的挑战，在实验合成和分析，以允许其明确的识别。在这项工作中，我们详细的压缩应变碲化汞的传输实验报告。由于与其他拓扑半金属材料相比具有优异的样品质量，这使我们能够以前所未有的精度和复杂程度解决拓扑表面状态和半金属体状态的相互作用。由于我们的门设计，使我们能够精确地调整费米能级的外尔和狄拉克点，我们确定了磁输运制度为主的外尔/狄拉克体状态传导小的载流子密度和拓扑表面状态传导较大的载流子密度。因此，类似于拓扑绝缘体，碲化汞为拓扑半金属的实验研究提供了原型参考。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic sub-band splitting mechanisms in strained HgTe: a first principles study
Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Institute for Topological Insulators（拓扑绝缘体研究所）；Pritzker School of Molecular Engineering, The University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；University of Trento（特伦托大学）；Università degli Studi dell’Aquila（阿奎拉大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学中心）
通过第一性原理计算和k·p模型，研究HgTe在应变下的拓扑相图，发现线性k依赖的高阶C4应变项对正确描述低能行为至关重要，并解释了拉伸应变下的驼峰特征和压缩应变下Weyl半金属相的出现。
2026-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stress control of tensile-strained In$_{1-x}$Ga$_{x}$P nanomechanical string resonators
我们调查的机械性能的自由悬挂的nanostrings制造的拉伸应力，结晶In $_{1-x}$ Ga $_{x}$ P。固有的应变是由薄膜和衬底之间的晶格失配，这是通过X射线衍射测量确认的外延生长的后果。纳米机械弦谐振器的弯曲本征频率揭示了最大值为650 MPa的取向相关应力。的角度依赖性被解释为各向异性的杨氏模量和由缺陷引起的弹性性质的变化的组合。作为晶体取向的函数，观察到高达50%的应力变化。这使得微调的拉伸应力为任何给定的Ga含量$x$，这意味着有趣的高Q纳米机械系统的研究前景。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall
Topological surface states in thick partially relaxed HgTe film
拓扑绝缘体（TI）的表面态在低维电子系统的研究中一直扮演着重要的角色。基于高质量应变碲化汞薄膜的TI表现出各种微妙的物理效应。应变导致体带隙，但限制了最大碲化汞应变膜厚度，因此，大多数实验是在厚度小于100 nm的膜上进行的。由于拓扑状态的空间分离对于研究单表面响应是至关重要的，因此必须进一步增加碲化汞的厚度。在这项工作中，通过结合传输测量与电容光谱，我们进行了200 nm的部分弛豫碲化汞薄膜的分析。经典磁输运的Drude拟合揭示了具有高电子迁移率的双极电子-空穴输运。对电导率和电容的Shubnikov-de Haas振荡的详细分析使我们能够区分三组电子，分别是顶面和底面的电子以及体电子。间接体能隙值接近于零。它是建立显着的间隙减少不影响表面状态，这被发现是很好地解决和自旋非简并。所提出的技术允许其他三维TI的调查，无论体积电导率的存在。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall
Induced superconductivity in the three-dimensional topological insulator HgTe
应变和未掺杂的碲化汞层是一种三维拓扑绝缘体，其中电子输运主要通过其表面态发生。在这封信中，我们提出的传输测量的碲基约瑟夫森结与铌作为超导体。虽然Nb-HgTe界面具有低的透明度，但我们在微分电阻测量中观察到强烈的零偏异常。这种异常起源于HgTe表面态的邻近诱导超导性。在最透明的结，我们观察到的微分电阻的周期性振荡的功能，所施加的磁场，这对应于Fraunhofer样的图案。这清楚地表明，约瑟夫森效应的前体发生在碲化汞的拓扑表面状态。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall
Structure of surface electronic states in strained mercury telluride
本文提出了应变碲化汞（HgTe）块体材料中由于导带和价带的混合而引起的各种表面电子态的理论。我们证明了在碲化汞布里渊区中心的应变诱导带隙导致两种不同的表面态。第一类表面态存在于布里渊区中心附近的电子波矢的小区域中，并且具有拓扑态的狄拉克线性电子色散特性。第二类表面态只存在于远离布里渊区中心的位置，并且对于大的波矢具有抛物线色散。这些表面电子态的结构进行了研究分析和数值在其参数的广泛范围内，旨在发展其系统的理解相关的模型哈密顿量。这些结果引起了人们对拓扑系统丰富的表面物理的关注。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall
Graphene Nanoribbons Under Axial Compressive and Point Tensile Stresses
在密度泛函理论的框架下，采用自旋极化方法研究了应变石墨烯纳米带的几何、电子和磁性.被认为是沿长轴的nanoriginal和拉伸应力的中点和垂直于nanoriginal的平面的压应力的情况下。观察到显着的结构变化，包括纳米乳头的形成。计算的电子和磁性强烈依赖于纳米带的尺寸和形状。应变纳米带的可调磁性可用于设计磁性纳米开关。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall
Topological surface states of strained Mercury-Telluride probed by ARPES
利用高分辨率ARPES测量了应变碲化汞的拓扑表面态。表面态的色散形成了一个狄拉克锥，其原点靠近\ghh带的顶部：狄拉克锥的上半部分位于应力隙内，而下半部分位于重空穴带内，并一直保持线性色散到X点。还测量了所有波段的光发射电子强度的圆二色性。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall
Cryogenic Magnetization Dynamics in Chemically Stabilized, Tensile-Strained Ultrathin Yttrium Iron Garnets with Tunable Magnetic Anisotropy
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过化学稳定性驱动降低低温损耗，揭示超薄YIG薄膜在低温下具有超低损耗和可调磁各向异性，强调化学和动力学因素对 cryogenic 磁性应用的重要性。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent direct gap emission in tensile-strained Ge films on Si substrates
本文研究了光激发张应变锗硅异质结中锗直接带隙发射的圆偏振特性与掺杂和温度的关系。由于自旋相关的光学选择规则，涉及应变分裂光（cG-LH）和重空穴（cG-HH）带的辐射复合明确解决。的基本cG-LH过渡被发现具有约85%的低温圆偏振度，尽管超过300毫电子伏的非共振激发。通过光致发光（PL）的测量和紧束缚计算，我们表明，这个异常高的值是由于光诱导的电子自旋人口的特殊的能量依赖性。最后，我们的直接间隙双峰的观察澄清，轻空穴的贡献，以前被认为是可以忽略不计的，可以占主导地位的室温PL，即使在约0.2%的低拉伸应变值。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Performance Analysis of Strained Monolayer MoS$_{2}$ MOSFET
我们提出了一个计算研究的影响拉伸/压缩单轴（$\varepsilon_{xx}$）和双轴（$\varepsilon_{xx}=\varepsilon_{yy}$）应变单层MOS $_{2}$ NMOS和PMOS FET。利用密度泛函理论（DFT）评估了能带结构、载流子有效质量和通道多带汉密尔顿等材料性质。使用这些参数，非平衡格林函数（NEGF）形式下的自洽泊松薛定谔解进行模拟MOS器件特性。1.75发现$%$单轴拉伸应变为NMOSFET提供较小（6 $%$）的导通电流改善，而发现相同量的双轴拉伸应变将PMOSFET的导通电流显著改善2-3倍。然而，压缩应变降低NMOS和PMOS器件性能。同时还观察到，只有当沟道材料本质上变成间接带隙时，PMOSFET的性能才能得到改善。我们进一步研究了性能退化的准弹道长通道制度，使用投影电流的方法。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall
Quantum magnetotransport properties of topological insulators under strain
最近的实验表明，应变碲化汞体材料可以看作是三维拓扑绝缘体（TI）。基于此，我们研究了在磁场作用下，应变对碲化汞表面态磁输运性质的影响。我们解析地导出了零频霍尔电导和碰撞电导，发现与载流子表面折射率有关的衬底应变可以导致表面量子霍尔平台和Shubnikov-de Haas振荡的分离。这些效应可用于产生和检测表面偏振。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Tensile strained $In_{x}Ga_{1-x}P$ membranes for cavity optomechanics
我们研究了生长在GaAs衬底上的拉伸应变三元InGaP纳米膜的光机械性质。这种材料系统结合了基于化学计量氮化硅的高应变膜的优点，以及薄膜半导体单晶的独特特性，如先前使用悬浮GaAs所证明的那样。在这里，我们采用在外延生长的晶格失配赋予一个内在的拉伸应变的单晶薄膜（约30纳米厚）。这些结构在室温和17 K下的机械品质因数为2*10^6或更高，本征频率高达1 MHz，在约170 MPa的拉伸应力下产生2*10^12 Hz的Q*f乘积。在高精细度的法布里-珀罗腔中对这种膜进行抛光，我们在1064 nm和室温下提取了40 ppm的总光学损耗（包括吸收和散射）的上限。进一步降低该合金的In含量将使拉伸应力水平达到1GPa，Q*f乘积可能显著增加，假设在该组成和应变水平下机械损失没有恶化。这种材料系统是一个有前途的候选人与低损耗的半导体反射镜的应变半导体膜结构的集成，并为实现增强的光机械耦合膜的堆栈。
2014-03-31 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Phase-sensitive SQUIDs based on the 3D topological insulator HgTe
三维拓扑绝缘体代表了一类新的材料，其中输运由狄拉克表面态控制，而体块保持绝缘。由于表面态的螺旋自旋极化，3D拓扑绝缘体与附近超导体的耦合有望产生非常规的邻近感应$p$波超导性。我们在这里报告的发展和测量的SQUID的表面上的应变碲化汞，3D拓扑绝缘体，作为一个潜在的工具来调查这种效果。
2015-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport properties of a 1000-nm HgTe film: the interplay of surface and bulk carriers
本文研究了1000纳米HgTe薄膜的输运性质，发现通过调节顶栅电压可实现电子到空穴主导输运的转变，并揭示了拓扑表面态、Volkov-Pankratov态与体态载流子的相互作用。
2023-02-08 cond-mat.mes-hall
Probing Spin Helical Surface States in Topological HgTe Nanowires
具有螺旋表面态的纳米线代表了观察和利用相位相干拓扑电导现象的关键先决条件，例如自旋动量锁定量子输运或拓扑超导性。我们证明了在一个联合的实验和理论研究，门控纳米线制造的高迁移率应变碲化汞，被称为散装拓扑绝缘体，确实保留了拓扑性质的表面状态，而且延伸相位相干整个线的几何形状。的相位相干长度被增强到5 $μ$ m时，调整到体间隙的电线，以便挑选出拓扑运输。纳米线表现出不同的电导振荡，作为由于轴向磁场的通量的函数，和栅极电压。观察到的$h/e$周期性Aharonov-Bohm型调制表明表面介导的准弹道输运。此外，深入分析所观察到的依赖于栅极的电导振荡的缩放揭示了这些表面状态的拓扑性质。为此，我们结合数值紧束缚计算的量子磁导与模拟的静电，占栅极诱导的不均匀的载流子密度周围的电线。我们发现，螺旋运输普遍存在，即使是强烈的非均匀门控和受磁通敏感的高角动量表面状态，围绕整个电线圆周延伸。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall
Lattice dynamics and spin-phonon interaction in strained NiO films
采用脉冲激光沉积技术在SrTiO 3（STO）和MgO衬底上生长了具有不同应变的NiO薄膜。使用X射线衍射仪，原子力显微镜，和红外反射光谱的薄膜进行了表征。在STO（001）衬底上生长的薄膜表现出面内压缩应变，随着薄膜厚度的减小，面内压缩应变增大，从而导致NiO声子频率的增加。另一方面，在MgO（001）衬底上生长的NiO薄膜中检测到拉伸应变，这引起声子频率的软化。总的来说，面内应变从-0.36%到+0.48%的变化产生声子频率从409.6 cm-1到377.5 cm-1的降低，这是由于原子间距离的~1%的变化而发生的。测量了弛豫（即零）应变、0.36%压缩应变和0.48%拉伸应变三种不同样品中磁交换驱动声子分裂Δ（W）随温度的变化。在NiO弛豫膜中，Δ（W）在冷却时增加，如在先前发表的关于块体晶体的工作中一样。在0.48%拉伸应变的膜中，在冷却时分裂也增加，但是Delta（W）系统地比松弛膜小3- 4cm-1。由于声子分裂与非主导磁交换相互作用J1成正比，因此拉伸应变薄膜中声子分裂的减少可以用J1随晶格膨胀而减小来解释。冷却时Delta（W）的增加也可以通过J1随温度降低而升高来解释。
2020-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bilinear magnetoresistance in HgTe topological insulator: opposite signs at opposite interfaces demonstrated by gate control
出现在拓扑绝缘体（TI）和Rashba界面的自旋-轨道效应目前正在彻底改变我们如何操纵自旋，并导致了几个新发现的效应，从自旋-电荷相互转换和自旋-轨道扭矩到新的磁阻现象。特别是，一个令人困惑的磁阻已被证明，双线性的电场和磁场。在这里，我们报告的双线性磁阻（BMR）的应变碲化汞，一个原型TI的观察。我们表明，这BMR的幅度和符号可以通过控制，与一个电动门，相对表面的相对贡献的相对比例进行调谐。在1 T的磁场下，磁阻为1 \%的量级，并且具有比先前测量的TI更大的品质因数。我们提出了一个理论模型，给出了我们的实验数据的定量说明。这种现象，独特的TI，提供了新的机会来调整他们的电响应自旋电子学。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-Hole Spin Qubits in Strained SiGe Lattice-Matched to Ge
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出并研究一种与锗晶格匹配的轻穴自旋量子比特异质结构，其自旋响应更具各向同性、品质因子更高，还可实现重穴与轻穴基态的电切换。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Hall effect and Landau levels in the 3D topological insulator HgTe
我们回顾了低场和高场磁输运在80 nm厚的应变碲化汞，一种材料，属于类强三维拓扑绝缘体。利用顶栅，费米能级可以从价带经由狄拉克表面态调谐到导带，并且允许在不同种类的载流子有助于磁输运的情况下研究朗道量子化。朗道扇形图绘制了整个磁场-栅极电压范围内的电导率$ σ_{xx}(V_g, B) $，根据参与载流子种类的状态，可分为六个区域。主要调查结果如下：（i）体空穴（自旋简并）和狄拉克表面电子（非简并）的相互作用，对于$ E_F $共存于价带中，导致奇数和偶数填充因子之间的周期性切换，从而导致奇数和偶数量子化霍尔电压值之间的周期性切换。(ii)我们在狄拉克表面和导带电子共存的情况下也发现了类似但不太明显的行为。(iii)在体隙中，顶面上的量子化狄拉克电子与底面上的非量子化狄拉克电子在较低的B处共存，从而产生量子霍尔平台值，其取决于-对于给定的填充因子-磁场强度。在较强的$ B $场中，朗道能级分离增加，不同载流子物种之间的电荷转移在能量上变得有利，并导致全局（即，涉及顶表面和底表面）量子霍尔态的形成。使用最简单的理论方法的模拟是符合基本的实验结果，正确地描述了我们的多组分电荷载流子系统的各个领域从经典到量子输运的过渡的中心特征。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Metastable solitonic states in the strained itinerant helimagnet FeGe
拉伸应变是一个很有前途的工具，通过可调控制的磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的手征helimagnets的磁孤子纹理的创建和操纵。在这里，通过使用原位共振小角X射线散射，我们证明了skyrmion和手征孤子晶格可以实现亚稳态在FeGe片层作为不同的状态，甚至同时通过结合拉伸应变和磁场在不同的方向上的变形。在分析模型的框架下讨论了小角散射数据，该模型足以描述孤子晶格的实验结果。利用实验结果和解析理论，对小角散射实验中亚稳态skyrmions在垂直磁场中的解旋现象进行了微磁学模拟分析。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spatial Imaging and Mechanical Control of Spin Coherence in Strained GaAs Epilayers
利用时间分辨克尔旋转、光致发光和光探测核磁共振谱研究了单轴拉伸应变对n型GaAs外延层自旋相干性的影响。带隙，电子自旋寿命，电子g因子，和核四极分裂同时成像超过毫米级面积的外延层连续变化的应变值。全光学核磁共振技术允许在使用常规光学检测的核磁共振不容易寻址的场状态中访问应变诱导的核四极共振分裂。
2005-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Q trampoline resonators from strained crystalline InGaP for integrated free-space optomechanics
本研究展示了基于拉伸应变结晶InGaP的弦和蹦床谐振器，通过应变工程在室温下实现超过10^7的机械品质因子和高达7·10^11 Hz的Q·f乘积，为室温集成自由空间量子光力学铺平道路。
2023-07-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Engineering quantum spin Hall insulators by strained-layer heterostructures
量子自旋霍尔绝缘体（quantum spin Hall insulators，QSHIs），又称二维拓扑绝缘体，是一种非传统的量子态，具有绝缘体和导电边缘，起源于非平凡的反向能带结构，并被提议作为探索自旋电子学应用和与自旋螺旋边缘模式相关的奇异准粒子的平台。尽管有各种材料的理论建议，但是，到目前为止，QSHIs的实验演示仅限于两个系统-HgTe/CdTe和InAs/GaSb-这两个系统都是晶格匹配的半导体异质结构。在这里，我们报告的传输测量在另一个实现的带反转异质结构作为QSHI候选-InAs/In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ Sb与晶格失配。研究表明，In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ Sb层中的压应变增强了能带重叠和能隙。因此，高体电阻率，两个数量级高于InAs/GaSb，得到深的带反转制度。应变还增强了体Rashba自旋轨道分裂，导致一种不寻常的情况下，费米能级只穿过一个自旋分支的电子和类孔带在一个很宽的密度范围。这些特性使该系统成为一个有前途的平台，强大的QSHIs具有独特的自旋特性，并证明应变是一个重要的成分，调整自旋-轨道相互作用。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Machine-learned model Hamiltonian and strength of spin-orbit interaction in strained Mg2X (X = Si, Ge, Sn, Pb)
机器学习的多轨道紧束缚（MMTB）哈密顿模型已经被开发来描述金属间化合物$\rm Mg_2Si, Mg_2Ge, Mg_2Sn$和$\rm Mg_2Pb$受应变的电子特性。的MMTB模型纳入自旋轨道介导的相互作用，并校准到通过密度泛函理论（DFT）计算的电子能带结构的大规模并行化的多维蒙特卡罗搜索算法。结果表明，机器学习的五带紧束缚模型再现了整个布里渊区价带结构的关键方面。五带模型揭示了压缩应变使$\rm Mg$的$3s$轨道对导带的贡献和$\rm X~(X=Si,Ge,Sn,Pb)$的外壳层$p$轨道对价带的贡献局部化。相反，拉伸应变具有相反的效果，因为它削弱了$\rm Mg$的$3s$轨道和$\rm X$的外壳层$p$轨道分别对导带和价带的贡献。与遵循层级$|σ_{sp}|>|σ_{pp}|>|σ_{ss}|$的$σ$键合组分相比，$\rm Mg_2X$化合物中的$π$键合可忽略不计，并且对应变的最大变化属于$σ_{pp}$。五带模型允许估计$\rm Mg_2X$中的自旋轨道耦合（SOC）的强度，并获得其对$\rm X$的原子序数和应变的依赖性。此外，能带结构的计算表明，由于应变显着的带隙调谐和带分裂。$-10\%$的压缩应变可以打开金属$\rm Mg_2Pb$中的$Γ$点处的带隙，而$+10\%$的拉伸应变关闭$\rm Mg_2Si$的半导体带隙。$+5\%$的拉伸应变消除了…
2022-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large and uniform optical emission shifts in quantum dots externally strained along their growth axis
我们介绍了一种方法，它能够直接比较不同的量子点（QD）的光学性质的弹性应变的影响。具体地，QD被集成在由非晶应变壳包围的半导体芯线的横截面中。详细的数值模拟表明，由于壳体的力学各向同性，芯部截面的应变场是均匀的。此外，我们使用的核心材料作为一个原位应变计，产生可靠的值的发射器能量调谐斜率。这种校准技术适用于自组装InAs量子点提交增量拉伸应变沿其生长轴。与最近对垂直于其生长轴的类似QD进行的研究相反，光学光谱显示出5-10倍的调谐斜率，具有适度的色散。这些结果突出了应力方向的重要性，以优化QD响应所施加的应变，在静态和动态制度的影响。因此，它们对于波长可调谐单光子源或混合QD光机械系统的开发特别相关。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
