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
Spin texture on the Fermi surface of tensile strained HgTe
本文采用从头算和k.p方法计算了拉伸应变HgTe费米面的自旋织构。拉伸应变碲化汞是一种在费米能级附近的一个镜像对称保护的双重简并带和两个非简并带之间具有点状偶然简并的半金属。费米面由两个椭球组成，它们在费米能级穿过沿（111）轴的二重简并带的点处接触。然而，占据态的自旋纹理表明两个椭圆体都不具有补偿陈数。因此，自旋织构被锁定在垂直于（111）轴的平面中，在该平面中呈现非零缠绕数，并且从费米椭球的一端到另一端改变缠绕数。自旋织构的缠绕变化表明奇点的存在。HgTe与ZnTe的有序合金具有与在（111）方向上拉伸锌晶格相同的效果。我们提出了从头计算的有序Hg_xZn_1-xTe证实存在自旋织构锁定在一个二维平面上的费米表面上的不同的缠绕数的两端。
2012-12-19 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
Backscattering of Dirac fermions in HgTe quantum wells with a finite gap
从理论和实验上研究了具有反转能带序的n型碲化汞量子阱的迁移率随密度的变化。虽然半导体异质结与抛物线色散表现出增加的载流子密度的迁移率，高品质的碲化汞量子阱表现出明显的迁移率最大值。我们表明，这种流动性异常是由于背散射狄拉克费米子从随机波动的带隙（狄拉克质量）。我们的发现为研究有限质量和随机质量的狄拉克费米子输运开辟了新的途径，这是迄今为止很难获得的。
2011-04-21 cond-mat.mes-hall
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
Thermoelectric transport in a three-dimensional HgTe topological insulator
实验研究了80 nm厚的三维拓扑绝缘体（3D TI）应变碲化汞薄膜的热电响应特性。双极热电势观察到的费米能量从导电移动到价体带。理论与实验的比较表明，热电势主要是由于声子阻力的贡献。在2D狄拉克电子与体空穴态共存的区域中，由于2D电子- 3D空穴散射，塞贝克系数被修改。
2021-12-11 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
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
Andreev spectroscopy of doped HgTe quantum wells
我们研究了高迁移率HgTe/CdTe量子阱中的Andreev反射过程。我们发现Andreev电导探测了大质量2+1狄拉克费米子的动力学，并且即使在正常/超导结两侧的费米波长之间存在较大失配的情况下，也可以实现镜面Andreev反射和逆反射。
2010-08-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous conductance steps in three-dimensional topological insulator HgTe-based quantum point contacts
本文研究三维拓扑绝缘体HgTe量子点接触的电输运，发现在高磁场下出现非整数电导台阶，并通过紧束缚计算与Landauer-Büttiker方法将其归因于点接触处的显著散射效应。
2025-03-11 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
Quasi-ballistic transport in HgTe quantum-well nanostructures
研究了高迁移率碲化汞量子阱结构的输运特性。使用特殊的光致抗蚀剂和Ti掩模，其允许制造特征尺寸低至0.45 $μ$ m的器件。在这些结构中的弹道效应的运输性能占主导地位的证据。半经典电子轨迹的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合较好。
2003-07-01 cond-mat.mes-hall
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
Extent of Variation Resilience in Strained CMOS: From Transistors to Digital Circuits
工艺相关和应力引起的阈值电压变化是超尺度CMOS晶体管的主要可变性问题。器件设计者将这种可变性视为设计问题的不可简化部分，并使用不同的电路级优化方案来处理这些变化。在本文中，我们演示了如何增加普遍流动性关系的负陡度，改善了过程相关的（例如，氧化物厚度波动，栅极功函数波动），以及应力引起的或可靠性相关的（例如，CMOS工艺中的偏置温度不稳定性或BTI）参数变化。因此，我们校准的通用迁移率参数，以反映在单轴应变CMOS晶体管的负陡度的测量变化。这使我们能够研究的程度（过程相关的和应力引起的参数）变化的弹性在单轴应变技术，通过增加负陡度的流动性特性。因此，我们表明，应变CMOS技术的可变性分析必须考虑迁移率变化和阈值电压变化之间的自补偿的存在，这导致相当数量的变化弹性。最后，我们使用详细的电路模拟，强调准确的迁移率变化建模的重要性，SPICE分析和解释为什么应变技术的可变性问题可能不那么严重，比那些在未应变技术。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
Large inverted band-gap in strained three-layer InAs/GaInSb quantum wells
基于HgTe和三层InAs/GaSb量子阱的量子自旋霍尔绝缘体（QSHIs）具有相当的体带隙，约为10- 18 meV。然而，前者的特点是带隙随温度的消失，而在InAs/GaSb QSHIs的间隙是相当的温度无关。在这里，我们报告的应变三层InAs/GaInSb QWs的大反转带隙的实现。通过对门控霍尔条器件的温度依赖性磁输运测量，我们提取了高达45毫电子伏的间隙。结合本地和非本地的测量，我们属性的边缘电导率观察到的温度高达40 K的拓扑边缘通道的平衡长度为几微米。我们的研究结果铺平了道路，在高温下操纵边缘输运量子阱异质结构。
2022-03-11 cond-mat.mes-hall
Topological insulators based on HgTe
综述了碲化汞量子阱和碲化汞薄膜在二维和三维拓扑绝缘体（TI）研究中所取得的最有趣的实验结果。在2D TI的情况下，这些包括观察非局部弹道和扩散运输，2D TI的磁击穿，以及边缘通道电阻的异常温度依赖性。在3D TI中，表面二维狄拉克费米子（DF）的高迁移率已达到创纪录的水平。这使得能够确定所有的主要TI参数（体隙和密度的DF在其两个表面上），并提供信息的相位的舒布尼科夫-德哈斯振荡的DF，这表明刚性拓扑耦合之间的费米子自旋和动量。最后对进一步的研究进行了展望。
2020-12-26 cond-mat.mes-hall
Weak antilocalization in partially relaxed 200-nm HgTe films
实验研究了200 nm HgTe薄膜中弱反局域化效应引起的反常磁电阻效应。该薄膜是一种高质量的三维拓扑绝缘体，具有比以前研究的更薄的碲化汞结构更强的表面态空间分离。然而，在对比的薄膜，所研究的系统的特点是由一个减少的部分应变导致的体积能隙几乎为零。它已被证明，在费米能级的所有位置的系统表现出WAL电导率校正叠加在经典的抛物型磁阻。由于载流子的高迁移率，使用弹道WAL理论对所获得的结果进行分析。WAL电导率校正幅度的最大值被发现在费米能级的位置附近的体能隙表明在这些条件下的表面载流子的完全去耦。当体电子或空穴密度增加时，WAL振幅单调减小，这是由于表面载流子和体载流子之间的耦合增加。
2020-06-16 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
Dynamical separation of bulk and edge transport in HgTe-based 2D topological insulators
边缘态的拓扑效应仅在短长度上清晰可见，因此在很大程度上阻碍了它们的研究。在更大的距离上，可以通过利用边缘状态相对于散装载体的高迁移率来动态地增强拓扑签名。我们在微波光谱学上的工作突出了边缘的响应，这些边缘承载着非常移动的载流子，而散装载流子在间隙中急剧减慢。虽然边缘比预期的更密集，我们建立了电荷弛豫发生在短时间尺度上，并建议边缘状态可以选择性地解决的时间尺度上的散装载流子被冻结。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall
Lightly-strained germanium quantum wells with hole mobility exceeding one million
我们证明了在未掺杂的Ge/Si $_{0.1}$ Ge $_{0.9}$异质结构场效应晶体管中的轻应变锗沟道（$\varepsilon_{//}$ = -0.41%）支持具有超过1 $\times$ 10 $^{6}$ cm $^{2}$ /Vs的迁移率和小于5 $\times$ 10 $^{10}$ cm $^{-2}$的逾渗密度的2D空穴气。该低无序二维空穴系统在低密度和低磁场下表现出可调谐的分数量子霍尔效应。低无序和小有效质量（0.068 $m_e$）将轻应变锗定义为调谐快速和相干量子硬件的自旋-轨道耦合强度的基础。
2022-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-dimensional topological Anderson insulator in a HgTe-based semimetal
本研究在强无序HgTe半金属量子阱中实验观测到二维拓扑安德森绝缘体态，证实其边缘通道受拓扑保护抗无序，且该态对垂直外磁场高度敏感，不同强度磁场可分别将其转为普通安德森绝缘体或量子霍尔液体。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall
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
Quantum Spin Hall Insulator State in HgTe Quantum Wells
最近的理论预测，量子自旋霍尔效应，一个根本的新的量子态的物质存在于零外部磁场，可能会实现在碲化汞/（汞，镉）碲量子阱。我们已经制造了这样的样品结构，具有低密度和高迁移率，其中我们可以调谐，通过外部栅极电压，从n型到p型的载流子传导，通过绝缘制度。对于阱宽d <6.3nm的薄量子阱，绝缘区在低温下表现出小电导的常规行为。然而，对于较厚的量子阱（d > 6.3 nm），名义上的绝缘状态显示出接近2e^2/h的剩余电导平台。剩余电导与样品宽度无关，表明它是由边缘态引起的。此外，残余电导被小的外部磁场破坏。在临界厚度d = 6.3 nm处的量子相变也独立地由磁场诱导的绝缘体到金属的转变确定。这些观测结果为量子自旋霍尔效应提供了实验证据。
2007-10-02 cond-mat.mes-hall
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 $场中，朗道能级分离增加，不同载流子物种之间的电荷转移在能量上变得有利，并导致全局（即，涉及顶表面和底表面）量子霍尔态的形成。使用最简单的理论方法的模拟是符合基本的实验结果，正确地描述了我们的多组分电荷载流子系统的各个领域从经典到量子输运的过渡的中心特征。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Effect of weak impurities on conductivity of uniaxially strained graphene
我们研究的主要目标是研究变形（足够大以建立非零间隙）对不纯石墨烯的电输运性质的影响。为了实现这一目的，我们实现了模拟包，允许进行数值计算的导电性和流动性的石墨烯样品进行两种类型的单轴应变：沿锯齿形和扶手椅边缘。所有数值计算都是在Kubo-Greenwood方法和紧束缚模型中进行的。输运性质的情况下，杂质原子描述的弱短程散射势的存在进行了研究。考虑了各种变形值。单轴应变作为电子散射的附加源，因此，可以强烈地影响石墨烯的迁移率和电导率，并引入其电子输运性质的各向异性。
2017-12-23 cond-mat.mes-hall
Undoped Strained Ge Quantum Well with Ultrahigh Mobility Grown by Reduce Pressure Chemical Vapor Deposition
采用反渐变技术在30 nm Ge0.8Si0.2浅势垒下制备了非掺杂Ge量子阱。下势垒由Ge_（0.8）Si_（0.2）→ Ge_（0.9）Si_（0.1）依次淀积，Ge含量的变化形成了一个尖锐的界面，可以抑制穿透到未掺杂Ge量子阱中的穿透位错密度。Ge_（0.8）Si_（0.2）势垒在Ge量子阱中引入了足够的面内平行应变-0.41%。具有浅埋沟道的异质结场效应晶体管在2.51 E-11 cm 2的低渗透密度下获得了超过2 E6 cm 2/Vs的高二维空穴气（2DHG）迁移率。我们还发现了在高密度和高磁场下可调谐的分数量子霍尔效应。这种方法将应变锗定义为提供用于调谐自旋轨道耦合强度以用于快速和相干量子计算的材料基础。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Electron Concentration Dependences of 1/f Noise in Hg$_{1-x}$Cd$_x$Te -- Evidence for a Mobility Fluctuations Mechanism
本研究通过对厚HgCdTe层和HgTe量子阱场效应晶体管的1/f噪声测试，发现其噪声对温度、电子浓度依赖较弱，证实其1/f噪声主导机制为迁移率涨落，与石墨烯类似，为红外太赫兹探测器材料优化提供依据。
2024-10-31 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional metal-insulator transition and in-plane magnetoresistance in a high mobility strained Si quantum well
在Si/ Si_{1-x} Ge_x异质结应变量子阱中的高质量二维电子系统（2DES）中观察到明显的金属-绝缘体转变，迁移率μ=1.9 × 10 ^5 cm ^2/Vs，密度n=1.45 × 10^{11} cm^{-2}.临界密度为~ 0.32 x 10^{11} cm^{-2}，是目前在Si 2D系统中观察到的最低密度，在该密度下，低T电阻率的热系数改变符号。面内磁电阻的研究进行了在较高的密度范围内的2DES显示的金属类行为。观察到面内磁电阻先随~ B_{ip} ^2增大，然后当B_{ip} > B_c时饱和到一个有限值ρ（B_c）.全自旋极化场B_c随n单调减小，但当n趋于零时，B_c趋于饱和。此外，对于密度范围从0.35 x 10^{11}到1.45 x 10 ^{11} cm^{-2}的所有样品，ρ（B_c）/ρ（0）约为1.8，当与B_{ip} /B_c作图时，ρ（B_c）/ρ（0）坍缩成一条曲线。
2005-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Sign-alternating photoconductivity and magnetoresistance oscillations induced by terahertz radiation in HgTe quantum wells
报道了在不同宽度的碲化汞量子阱（QW）结构中观察到的太赫兹辐射诱导光电导和微波诱导电阻振荡（MIRO）的太赫兹模拟。在厚度为20 nm的量子阱中检测到了类MIRO效应，量子阱具有反转的能带结构和相当低的迁移率，约为3 $\times$ × 10 $^5$ cm $^2$ /V s.在一些其他结构的量子阱宽度范围从5到20纳米和较低的迁移率，我们观察到一个非常规的非振荡光电导信号，改变其符号后，磁场增加。这种效果被观察到的结构，其特征在于正常和倒置带顺序，以及在量子阱的临界厚度和线性色散。在具有霍尔棒和Corbino几何形状的样品中，磁场的增加分别导致光响应的符号的单次和双次变化。我们发现，在光响应的热机制，这些不寻常的功能意味着一个非单调的行为的运输散射率，这应该减少（增加）与温度的磁场低于（以上）的一定值。这种行为被发现是一致的，在不同的样品温度下的磁阻暗输运测量的结果。我们的实验表明，光电导是一个非常敏感的探针的温度变化的运输特性，即使是那些很难检测到使用标准的运输测量。
2018-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Observation of Volkov-Pankratov states in topological HgTe heterojunctions using high-frequency compressibility
拓扑绝缘体维持狄拉克费米子表面态是体中能带反转的结果。这些态具有螺旋自旋极化和大费米速度的线性色散。在这篇文章中，我们报告了一组实验观察表明存在大量的表面状态。这些状态被限制在界面处，并且在高能量和/或高电场下支配平衡和输运性质。通过监测碲化汞拓扑绝缘体场效应电容器的交流导纳，我们获得了表面态的可压缩性和电导率在很宽的能量范围和电场。狄拉克表面态的特征在于可压缩性最小值，线性能量依赖性和高迁移率持续到远大于体的传输带隙的能量。新的功能，揭示了在高能量的签名，如电导峰，压缩性颠簸，一个强大的电荷亚稳性和霍尔电阻异常。这些功能点的存在下，激发的大规模的表面状态，负责一个强大的子带间散射的狄拉克状态和亚稳态散装载流子的成核。激发态的光谱与拓扑平凡半导体界面的唯象模型的预测一致。该模型考虑了有限的界面深度和电场的影响。激发态的存在对于理解拓扑相是必不可少的，并且为量子技术中的工程和开发拓扑资源开辟了一条路线。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall
Probing quantum capacitance in a 3D topological insulator
我们测量的量子电容和探针，从而直接的电子态密度的高迁移率，狄拉克型的二维电子系统，它形成在应变碲化汞表面。在这里，我们表明，所观察到的磁电容振荡探测，与磁输运，主要是顶面。因此，电容测量构成了一个强大的工具，探测只有一个拓扑表面，并重建其朗道能级谱的费米能量的不同位置。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall
Electron transport in Si/SiGe modulation-doped heterostructures using Monte Carlo simulation
用蒙特卡罗模拟研究了拉伸应变Si 1-xGex/Si/Si 1-xGex异质结构中二维气体的电子输运.首先研究了非栅调制掺杂结构中的电子迁移率。在较宽的电子密度范围内，计算结果与实验结果吻合得很好.迁移率通常在高掺杂结构中的1100 cm 2/Vs和低电子密度下的2800 cm 2/Vs之间变化。的迁移率被证明是显着影响的间隔层的厚度分离的应变Si沟道的脉冲掺杂的供应层。在此基础上，研究了寄生路径贡献可以忽略的栅控调制掺杂结构中的电子输运。的迁移率被证明是高于可比ungated结构和依赖于栅极电压，作为远程杂质屏蔽的电子密度依赖的结果。
2003-12-17 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Reliability improvement in Biaxially Strained SiGe p-MOSFETs
在这封信中，我们不仅展示了性能的改善，而且在30 nm厚的双轴应变SiGe（20%Ge）沟道的可靠性在Si p-MOSFET。与Si沟道相比，应变SiGe沟道允许在传输方向上更大的空穴迁移率（μh），并使电荷流向栅极氧化层。与Si空穴通用迁移率相比，SiGe中的μh增强了40%，Si帽SiGe中的μ h增强了100%。观察到NBTI退化、栅极泄漏和闪烁噪声（1/f）降低约40%，这归因于SiGe中空穴氧化物势垒高度（SiGe）增加4%。Si和SiGe中阈值电压偏移（ΔVT）和噪声增加（ΔSVG）的相似场加速因子（Γ）表明相同的退化机制。
2010-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From low-bias mobility to high-bias current saturation: fundamental trade-offs in graphene based transistors
我们描述了在石墨烯晶体管中设计迁移率、电流饱和度和开-关比的基本权衡。令人惊讶的是，权衡产生的高能量能带结构的渐近约束和独立的散射过程。这将石墨衍生物（块状单层石墨烯、单轴应变石墨烯纳米带、碳纳米管和双层石墨烯）置于相同的3参数迁移率-带隙-散射长度（μ - Egap -λ）图上，接近于其他半导体。除了这种低偏置折衷之外，高偏置电流还具有潜在饱和机制的特征，其通过声子散射或打开带隙的状态密度的Γ点抑制而产生。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall
Elastically Relaxed Free-standing Strained-Si Nanomembranes
应变对材料的性能起着至关重要的作用。在硅和硅锗中，应变提供了用于控制载流子迁移率和能带偏移的机制。在材料集成中，应变通常通过使用位错和元素组成来调节。我们展示了一种通用的方法来控制应变，通过制造膜，其中最终的应变状态由弹性应变共享控制，即，而不形成缺陷。我们在可以释放Si/SiGe层的衬底上生长Si/SiGe层，形成纳米膜。X射线衍射测量证实了弹性理论预测的最终应变。通过对应变硅量子阱释放前后的低温纵向霍尔效应测量，证明了弹性应变改变电子性质的有效性.弹性应变共享和薄膜转移提供了一条通往复杂多层结构的有趣途径，在这种结构中，每一层的性能都是弹性控制的，而不会引入不希望的缺陷。
2006-06-15 cond-mat.mes-hall
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
Ballistic geometric resistance resonances in a single surface of a topological insulator
在过去的十年里，拓扑物质的输运已经显示出各种各样的新现象。虽然已经对三维拓扑绝缘体（3D-TI）进行了大量的输运研究，但是由于其低载流子迁移率，对于流行的TI材料，弹道运动的研究以及由此在百纳米尺度上的潜在景观的探索几乎是不可能的。因此，它是未知的螺旋狄拉克电子在TI，绑定到拓扑结构不同的材料之间的界面，可以在纳米尺度上操纵的局部栅极或局部蚀刻区域。在这里，我们施加一个亚微米的周期性电位到一个单一的表面狄拉克电子在高迁移率应变碲化汞（碲化汞），这是一个强大的TI。显著的几何阻力共振构成了3D-TI中弹道效应的首次观察。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Low field magnetotransport in strained Si/SiGe cavities
研究了应变Si/SiGe腔中揭示弹道输运效应的低场磁输运特性。我们制作了应变Si/SiGe腔，通过限制高迁移率的Si/SiGe 2DEG在弯曲的纳米线的几何形状定义的电子束光刻和反应离子刻蚀。在低温磁电阻曲线中观察到的主要特征是零场磁电阻峰的存在和在低场的振荡结构。通过采用一个简单的几何模型，我们解释了电子磁聚焦的振荡结构。零场峰值线形的详细检查清楚地表明偏离弹道弱局域化理论的预测。
2004-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustoelectric effects in very high-mobility $p$-SiGe/Ge/SiGe heterostructure
给出了高迁移率$p$ -SiGe/Ge/SiGe结构声电效应（声表面波（SAW）衰减和速度）的测量结果。该结构是LEPECVD生长的二维（2D）沟道埋在应变Ge层。测量作为温度（1.5 - 4.2 K）和磁场（高达8.4 T）的函数，在不同的SAW强度在频率28和87 MHz。观察到SAW衰减和速度变化的Shubnikov-de Haas样振荡。空穴密度和流动性，有效质量，量子和运输弛豫时间，以及丁格尔温度测量的方法免费的电接触。研究了声表面波电场对二维空穴气体的加热效应。测定了能量弛豫时间$τ_{\varepsilon}$和形变势常数。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall
Surface state charge dynamics of a high-mobility three dimensional topological insulator
我们提出了一种磁光研究的三维拓扑绝缘体，应变碲化汞使用的技术，利用时域光谱的优势，从表面状态放大的信号。该测量提供了关于费米能级<1 meV范围内的表面态色散的有价值和精确的信息。该技术非常适合于追求拓扑磁电效应和轴子电动力学。
2011-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport properties of p-type metal-oxide-semiconductor inversion layer in (110) and (111) silicon channel under uniaxial stress
本文从理论上研究了单轴应变（110）和（111）Si沟道中p型PMOS反型层的价带和输运性质。等能量线、载流子浓度有效质量、电导率有效质量和迁移率基于Luttinger-Kohn哈密顿量计算[16]。本文导出了散射率的三个简洁表达式。所考虑的单轴应力的方向是平行或垂直于通道。结果表明，在不同的应力下，迁移率对有效质量非常敏感。在（110）系统中，当应力为-3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向平行，而当应力为+3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向垂直。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Modulation of the high mobility two-dimensional electrons in Si/SiGe using atomic-layer-deposited gate dielectric
在Si/Si $_{1-x}$ Ge $_x$异质结构上制造了使用原子层沉积（ALD）Al $_2$ O $_3$作为栅极电介质的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。应变Si量子阱中的二维电子系统（2DES）的低温载流子密度可以从2.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$可控地调谐到4.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$，实际上没有任何栅极漏电流。磁输运数据显示，均匀耗尽的2DES下的栅极偏置。ALD介质的垂直调制特性优于肖特基势垒和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）形成的SiO $_2$介质。
2005-04-19 cond-mat.mes-hall
Acoustoelectric effects in very high-mobility $p$-SiGe/Ge/SiGe heterostructure at low temperatures in high magnetic fields
采用非接触式声表面波（SAW）技术对高迁移率$p$ -SiGe/Ge/SiGe结构的高频电导率进行了研究。该结构通过低能等离子体增强化学气相沉积生长，并且包括在压缩应变Ge层中形成的二维沟道。在温度为0.3 - 5.8 K和磁场高达18 T的各种SAW强度下进行了研究。在IQHE制度，在最小的电导率振荡与小填充因子，孔被本地化。的交流电导率是跳跃的性质，并可以在“两个网站”模型内描述。此外，交流电导率的SAW的电场的依赖关系被确定。的表现形式的非线性效应解释在非线性折射率为基础的电导率。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall
Physical insight into reduced surface roughness scattering in strained silicon inversion layers
应变硅反型层中电子迁移率在高面密度下的反常增强暴露了近年来器件物理理论与实验之间的一个明显差距。我们表明，这种差异的根源是由于在硅表面的电子Δ4波函数的膨胀效应。这使得Δ4电子更容易受到表面结构的扰动，从而增加了这些状态的表面粗糙度散射。CMOS工业利用的应变工程减少了Δ4态的相对占用率，导致沟道中的总体表面粗糙度散射较小。我们证明了这种效应的起源可以通过超越有效质量近似和对比Δ2和Δ4波函数的性质来解释，该表示法保留了全晶体和Bloch态对称性。
2012-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
One-dimensional electron gas in strained lateral heterostructures of single layer materials
电子气沿着其中一个空间方向的限制为沿着许多实际电子应用的侧面研究量子输运的基本原理开辟了一条途径，高电子迁移率晶体管就是一个突出的例子。具有不同电子极化的两种材料的异质结可用于导电通道的工程设计。将这个概念扩展到单层材料导致一维电子气（1DEG）。MoS 2/WS 2横向异质结构被用作实现1DEG的原型。电子极化的不连续性是通过应变的异质结，利用在MoS 2和WS 2之间的压电耦合的差异。提出了一个完整的理论，描述了二维材料的横向异质结中的诱导电场分布，并通过第一性原理计算进行了验证。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
