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
Heat flow in InAs/InP heterostructure nanowires
电子和声子之间的热传递在未来基于纳米线的器件的热管理中起着关键作用，但只有少数实验测量纳米线中的电子-声子（e-ph）耦合。在这里，我们结合实验温度测量的InAs/InP异质结构纳米线系统与有限元建模（FEM），以提取信息的热流介导的E-PH耦合。我们发现，在我们的系统中的电子和声子的温度是高度耦合的，即使在温度低至2 K。此外，我们发现的证据表明，通常的幂律温度依赖的电子-声子耦合可能无法正确地描述耦合在纳米线，并表明这一结果是一致的，与以前的研究类似的一维电子系统。我们还比较了所观察到的E-PH耦合的强度的理论分析的E-PH相互作用在InAs纳米线，这预测了一个显着较弱的耦合强度比实验观察到的。
2012-09-22 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
Highly symmetric and tunable tunnel couplings in InAs/InP nanowire heterostructure quantum dots
我们提出了一个全面的电气特性的InAs/InP纳米线异质结构，包括两个InP势垒形成一个量子点（QD），两个相邻的铅段（LS）和两个金属接触，并演示了如何提取有价值的量子点的定量信息。量子点在很大的栅极电压范围内表现出非常规则的库仑阻塞（CB）共振。通过分析的共振线的形状，我们映射的隧道耦合从几个到多个电子制度的演变，从600 $μ$ eV的电可调隧道耦合<1 $μ$ eV to >，和从温度的过渡到寿命加宽制度。InP段形成具有几乎完全对称的隧道耦合和~350 meV的势垒高度的隧道势垒。所有这些发现都可以基于确定性的材料组成和几何形状来详细理解。我们的研究结果表明，集成的InAs/InP量子点提供了一个很有前途的平台，在InAs纳米线的电子隧穿光谱，它可以很容易地接触到各种超导材料，以调查在接近NW区域的子带隙状态，或被用来表征热电纳米器件的量子制度。
2019-09-17 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
Anomalous thermopower oscillations in graphene-InAs nanowire vertical heterostructures
热电测量有可能揭示低维材料的态密度。在这里，我们提出了单层石墨烯-纳米线（NW）异质结构的异常热电行为，显示出作为掺杂浓度的函数的大振荡。我们的器件由InAs NW和石墨烯垂直异质结构组成，它们通过薄（$\sim$ 10 nm）六方氮化硼（hBN）层电隔离。与传统的热电测量相比，其中加热器放置在样品的一侧，我们使用InAs NW（直径$\sim 50$ nm）作为放置在石墨烯通道中间的局部加热器。我们测量了由于NW中的焦耳加热引起的石墨烯中的热电势作为温度（1.5K -50 K）和载流子浓度的函数。在双层石墨烯（BLG）- NW异质结的热电电压显示出的狄拉克点附近的符号变化，由莫特的公式预测。相比之下，在单层石墨烯（MLG）-NW异质结构上测量的热电电压显示出狄拉克点周围的异常大振幅振荡，这在来自同一设备上测量的电导率的莫特响应中看不到。异常振荡是由NW的静电势在MLG中修改的态密度的签名，其在NW-BLG器件中弱得多。异质结堆叠的热计算表明，温度梯度在NW下方的石墨烯区域中占主导地位，并且因此对导致热电电压中的异常振荡的状态密度的修改敏感。此外，与应用程序的磁场，我们检测到修改的状态密度由于在MLG和BLG的朗道能级的形成。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
An apparent metal insulator transition in high mobility 2D InAs heterostructures
我们报告的第一个实验观察到的一个明显的金属绝缘体过渡的2D电子气限制在InAs量子阱。在高密度下，我们发现载流子迁移率受到背景带电杂质的限制，电阻率的温度依赖性显示出金属行为，电阻率随着温度的升高而增加。在低密度下，我们发现绝缘行为低于$n_{c} = 5 \times 10^{10}$ cm $^{-2}$的临界密度，电阻率随温度的升高而降低。我们分析了这个过渡使用渗滤模型所产生的随机背景带电杂质的筛选失败。我们还研究了渗透过渡实验通过引入远程电离杂质在表面。在冷却过程中使用偏置，我们修改屏蔽电荷在表面强烈影响的临界密度。我们的研究表明，在我们的系统中，从金属相到绝缘相的转变是由于渗流转变。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall
Electrical spin injection from ferromagnet into an InAs heterostructures through MgO tunnel barrier
我们研究了从Ni_（81）Fe_（19）到InAs量子阱中通过MgO隧穿势垒的电自旋注入，并将其应用于InAs基自旋场效应晶体管。在非局域和局域自旋阀装置中检测到注入的自旋极化电流，并分析了自旋扩散长度和自旋注入效率。在1.4K下，非局域条件下的自旋扩散长度为1.6 μm。Ni_（81）Fe_（19）/MgO/InAs样品的自旋极化率为6.9%，而热处理后样品的自旋极化率提高了8.9%。
2013-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical and terahertz magnetospectroscopy studies of laser-patterned micro- and nanostructures on InAs-based heterostructures
本文研究了InAs基异质结构微纳器件的磁输运与太赫兹磁谱特性，发现其具有高达20的各向异性g因子，并通过微激光光刻形成准一维沟道，但未观察到SOI引起的电导异常。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Flat-Band Generation in InAs/GaSb Quantum Wells through Vertically Engineered Heterostructures
Oak Ridge Institute for Science and Education（橡树岭科学教育研究所）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Institute for Matter and Systems, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院物质系统研究所）；School of Physics, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院物理学院）；National High Magnetic Field Laboratories（国家高磁场实验室）
本文通过垂直工程III-V半导体异质结构生成平板带，利用分子束外延生长实现高质量平板带材料的可重复和可扩展制备，结合磁输运和红外磁光谱研究及k*p带结构计算验证了垂直设计异质结构中带的展平。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall
Anomalous Coulomb Drag between InAs Nanowire and Graphene Heterostructures
相关电荷不均匀性破坏了二维双层异质结构中的电子-空穴对称性，导致电荷中性点处出现非零阻力。在这里，我们报告库仑阻力在新的阻力系统组成的二维石墨烯和一维（1D）InAs纳米线（NW）异质结构表现出不同的结果从2D-2D异质结构。对于单层石墨烯（MLG）-NW异质结构，我们观察到一个非常规的阻力峰值附近的狄拉克点，由于相关的层间电荷水坑。阻力信号随温度（$\sim T^{-2}$）和NW的载流子密度（$\sim n_{N}^{-4}$）单调减小，但随磁场（$\sim B^{2}$）迅速增大。这些异常的响应，连同石墨烯和NW的失配的热导率，建立能量阻力作为MLG-NW装置中库仑阻力的负责机制。相比之下，对于双层石墨烯（BLG）-NW器件，拖曳阻力在狄拉克点上反转符号，并且拖曳信号的幅度随着NW的载流子密度（$\sim n_{N}^{-1.5}$）而减小，这与动量拖曳一致，但随着磁场和温度保持几乎恒定。这种与预期的$T^2$的偏差是由于石墨烯载流子密度上的阻力最大值的偏移而产生的。我们还表明，Onsager互惠关系观察到的BLG-NW设备，但不是MLG-NW设备。这些库仑阻力测量尺寸失配（2D-1D）系统，迄今没有报道，将铺平未来实现相关的凝聚态在新的系统。
2020-02-23 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
Polarized Raman Analysis at Low Temperature to Examine Interface Phonons in InAs/GaAs_(1-x)Sb_x Quantum Dot Heterostructures
该研究利用低温偏振拉曼散射表征双层应变耦合 InAs/GaAs_(1-x)Sb_x 量子点异质结构的正常与界面声子，揭示 Sb 含量、模拟应变及频移之间的关联。
2024-09-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Large gap quantum spin Hall insulator, massless Dirac fermions and bilayer graphene analogue in InAs/Ga(In)Sb heterostructures
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）态已经在两个半导体系统- HgTe/CdTe量子阱（QWs）和InAs/GaSb量子阱双层中得到证实。与HgTe/CdTe量子阱不同，InAs/GaSb量子阱双层结构的反向带隙在布里渊区的$Γ$点处不开放，从而阻止了无质量狄拉克费米子的实现。在这里，我们提出了一类新的半导体系统的基础上InAs/Ga（In）Sb多层膜，托管QSHI状态，石墨烯类相和双层石墨烯类似物，这取决于它们的层厚度和几何形状。QSHI间隙在新的结构可以达到60 meV的现实设计和参数。该值是室温下热能的两倍，显著扩展了基于III-V族晶闸管的拓扑器件的应用潜力。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Current-in-plane spin-valve magnetoresistance in ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb heterostructures with high Curie temperature
我们在（Ga，Fe）Sb / InAs（厚度$t_\mathrm{InAs}$ nm）/（Ga，Fe）Sb三层异质结构中，利用面内电流（CIP）组态，研究了自旋阀磁电阻效应，其中（Ga，Fe）Sb是具有高居里温度（$T_\mathrm{C}$）的铁磁半导体（FMS）.在$t_\mathrm{InAs}$ = 3 nm的样品中，在3.7 K下清晰地观察到具有开放小回路的MR曲线，其起源于（Ga，Fe）Sb层的平行-反平行磁化翻转和（Ga，Fe）Sb / InAs界面处的自旋相关散射。由于界面散射的增强，随着$t_\mathrm{InAs}$的减小（从9 nm到3 nm），MR比增加（从0.03%到1.6%）。这是铁掺杂FMS异质结构中自旋阀效应的首次演示，为这些高$T_\mathrm{C}$ FMS的器件应用铺平了道路。
2020-05-29 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
Tunable Capacitor For Superconducting Qubits Using an InAs/InGaAs Heterostructure
本文提出利用 InAs/InGaAs 异质结构二维电子气实现栅极可调耦合器，数值模拟显示其开/关比超一个数量级，相干时间达微秒级，助力扩展超导量子比特系统。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Shubnikov-de Haas quantum oscillations with large spin splitting in highmobility Al0.8Ga0.2Sb/InAs/ Al0.8Ga0.2Sb quantum-well heterostructures
本研究通过优化AlGaSb势垒层铝镓比制备出高迁移率AlGaSb/InAs量子阱异质结构，观测到高温下仍存在的Shubnikov-de Haas振荡与大自旋分裂，验证其在拓扑自旋电子器件中的应用潜力。
2025-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging a 1-electron InAs quantum dot in an InAs/InP nanowire
纳米线异质结构定义了用于纳米电子学、自旋电子学和量子信息处理的高质量少电子量子点。我们使用一个冷却的扫描探针显微镜（SPM）的图像和控制的InAs/InP纳米线中的InAs量子点，使用的尖端作为一个可移动的栅极。在T = 4.2 K时，点电导与尖端位置的图像显示，随着电子的加入，从第一个电子开始，形成同心环。SPM可以沿着纳米线定位点，并单独调整其电荷，这种能力对于控制耦合的纳米线点非常有用。
2008-02-21 cond-mat.mes-hall
Materials considerations for forming the topological insulator phase in InAs/GaSb heterostructures
在一个理想的InAs/GaSb双层适当尺寸的面内电子和空穴带重叠和杂交，和拓扑非平凡的，或量子自旋霍尔（QSH）绝缘体，相预测存在。然而，面内色散的潜在景观受到源自材料缺陷的微观扰动。在这项工作中，无序对InAs/GaSb双层膜的电子结构的影响进行了研究的温度和磁场的双栅异质结的电阻的依赖性通过反转到正常的间隙制度的栅极调谐。在倒置（预测拓扑）制度的传导是定性类似的行为在一个无序的二维系统。估计了带电杂质和界面粗糙度对拓扑保护边缘态和绝缘体形成的影响。潜在景观中的无序的实验证据和估计表明，最先进的膜中的潜在波动足够强，使得预测的拓扑绝缘体（TI）制度中的传导由辛金属相而不是TI相主导。的影响是，未来的努力必须解决在这个系统中的障碍和重点必须放在减少这些异质结构的缺陷和障碍，如果要实现TI制度。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Pb on InAs nanowires
半导体-超导体混合体被广泛用于实现复杂的量子现象，如拓扑超导性和自旋耦合到库珀对。在高磁场和不断增加的工作温度下的非常规状态需要新的外延匹配的超导体-超导体材料。挑战在于为具有所需固有特性的材料之间的异质结构形成创造有利条件。在这里，我们利用增加的知识，半导体上的金属生长，开发InAs纳米线与外延匹配，单晶，原子平面铅膜沿整个纳米线。这些高度有序的异质结构具有7 K的临界温度和1.25 meV的超导能隙，其在8.5 T下保持坚硬，从而使可用的参数空间增加一倍以上。此外，InAs/Pb岛器件表现出从库珀对到单电子充电的磁场驱动的转变;这是用于拓扑量子计算的先决条件。引入超导体-Pb混合物可能使量子系统阵列能够进入全新的状态。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall
Transport studies of epi-Al/InAs 2DEG systems for required building-blocks in topological superconductor networks
半导体纳米结构中的一维电子输运和诱导超导是实现拓扑超导的关键。我们的拓扑超导性的方法采用二维电子气（2DEG）形成的InAs量子阱，干净的超导体（外延铝）接口。这种外延Al/InAs量子阱异质结构有利于制备由多个Majorana零模组成的大规模纳米结构。在这里，我们展示了使用高质量epi-Al/InAs 2DEG异质结构的构建块传输研究，这些异质结构可以放在一起，以实现所提出的基于1D外延的纳米结构和基于2DEG的网络，这些网络可以承载多个马约拉纳零模式：使用1）量子点接触和2）InAs 2DEG中栅极定义的准1D通道的1D输运以及3）弹道Al-InAs 2DEG-Al约瑟夫森结。从一维输运，系统的半整数电导量子的电导平台的演变观察到作为一个结果，在InAs的2DEG强的自旋轨道耦合。大的IcRn（来自约瑟夫森结的临界电流和正常状态电阻的乘积）表明外延Al和InAs 2DEG之间的界面是高度透明的。基于二维方法的电子输运研究结果表明，外延超导体/二维半导体系统适合于实现大尺度纳米结构的量子计算应用。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall
Voltage control of the quantum scattering time in InAs/GaSb/InAs trilayer quantum wells
研究了基于InAs/GaSb/InAs三层量子阱结构的拓扑绝缘体中量子散射时间随栅电压训练的演化规律。根据在栅极电压扫描周期期间施加的最小栅极电压，量子散射时间可以从0.08 ps改善50%到0.12 ps，尽管输运散射时间在1.0 ps附近相当恒定。量子散射时间与输运散射时间的比率与载流子密度成线性比例，并且在10至30之间变化，表明库仑散射是主要的散射机制。我们的研究结果可能有助于改善剩余体电导率问题，并有助于观察基于InAs/GaSb量子阱异质结构的拓扑绝缘体中的螺旋边缘沟道，即使是宏观器件。
2022-05-10 cond-mat.mes-hall
Toward durable Al-InSb hybrid heterostructures via epitaxy of 2ML interfacial InAs screening layers
InSb量子阱中二维电子气的大Landé g因子、高自旋轨道耦合和低有效质量与近端超导性相结合，可以实现拓扑量子计算的可扩展平台。直接沉积在InSb平面结构顶部的铝薄膜导致在界面处形成反应性AlInSb层。该中间层逐渐消耗整个Al膜，在室温下几个月后导致无序的AlInSb层。我们报告的异质结构的设计，结果在这些混合的Al-InSb异质结构的耐久性的显着增加与保存的纯铝膜和尖锐的超导体-半导体界面超过一年。两个单层的外延InAs在超导体-半导体界面，防止界面反应所证明的X射线反射率和能量色散光谱测量。用透射电子显微镜对Al薄膜的结构进行了表征，结果表明，薄膜中存在几十纳米宽的晶粒，晶粒主要以Al（110）平行于InSb（001）的方向取向。
2019-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
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
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
Strongly anharmonic flux-tunable transmon based on InAs-Al 2D heterostructure
基于InAs-Al二维异质结构的强非谐振可调transmon通过增强非谐振性和简洁设计，实现了高相干性驱动和高Rabi频率，为量子信息处理提供新资源。
2025-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing energy barriers and quantum confined states of buried semiconductor heterostructures with ballistic carrier injection: An experimental study
一个三端光谱，探测两个亚表面的能垒和带间的光学跃迁在半导体异质结构的演示。研究了一种以InAs/GaAs量子点为集电极的单极性p型半导体金属基区晶体管。利用少/多载流子注入、弹道电子发射谱和热载流子散射谱分别测量了Al_xGa_（1-x）As埋层导带和价带的势垒高度，从而确定了Al_（0.4）Ga_（0.6）As的带隙为2.037 ± 0.009 eV（9 K）。在正向集电极偏压下，注入具有亚带隙动能的少数载流子引起带间电致发光。三个发射峰从InAs量子点，InAs润湿层，和GaAs观察一致的少数载流子注入。
2007-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning supercurrent in Josephson field effect transistors using h-BN dielectric
外延Al-InAs异质结构中的透明界面为介观和拓扑超导的潜在发展提供了一个很好的平台。在这些异质结构上制造的基于半导体的约瑟夫森结场效应晶体管（JJ-FET）具有调谐超电流的金属栅极。在这里，我们报告的栅极可调铝铟砷结型场效应晶体管的制造和测量，其中与铟砷接触的栅极电介质是由机械剥离的六方氮化硼（h-BN），然后通过干转移使用范德华介导的拾取过程。我们讨论的制造工艺，使分层材料转移和铝铟砷异质结构之间的兼容性，以避免化学反应和无意掺杂，可能会影响的JJ-FET的特性。我们仅用5~nm厚的h-BN薄片就实现了超电流的全栅可调。我们将我们的工艺与使用常规AlO $_{\rm x}$栅极电介质制造的器件进行对比，并表明h-BN可能是JJ-FET器件的优秀竞争电介质。我们观察到，正常电阻和临界电流的产品，I $_{\rm c}$ R $_{\rm n}$，是两种类型的设备，但显着更高的R $_{\rm n}$的h-BN基的设备表明，表面掺杂少相比，AlO $_{\rm x}$栅极电介质。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall
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
Microwave-Assisted Tunneling in Hard-Wall InAs/InP Nanowire Quantum Dots
随着电子电路的缩小，基于半导体量子点的组件与未来技术的相关性越来越大。它们在外部刺激下的反应本质上取决于它们的量子特性。在这里，我们调查的单电子隧穿在硬壁InAs/InP纳米线在非共振微波驱动的存在下。我们的异质结构纳米线包括InAs量子点（QD），并表现出不同的隧道电流制度。特别是，对于源极-漏极偏置高达几mV的库仑金刚石扩散，随着对比度的增加，作为微波功率的函数，并呈现多个电流极性反转。这种行为可以建模的微波场引起的电压波动，并提出了依赖于离散的能级，有助于隧穿过程的相互作用的功能。
2019-12-20 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
Transparent Semiconductor-Superconductor Interface and Induced Gap in an Epitaxial Heterostructure Josephson Junction
测量多Andreev反射（MAR）在约瑟夫森结制成的InAs异质结与外延铝被用来量化的高度透明的超导体-超导体界面，表明近单位传输。所观察到的MAR的温度依赖性并不遵循传统的BCS形式，而是与量子阱中的态密度获得有效诱导能隙的模型一致，在我们的情况下为180 μeV，接近于外延超导体的能隙。MAR的载流子密度依赖性进行了研究，使用耗尽门，揭示了半导体量子阱的子带结构，与在同一晶片上进行的裸InAs的磁输运实验一致。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct Observation of Interface and Nanoscale Compositional Modulation in Ternary III-As Heterostructure Nanowires
直，轴向的InAs纳米线与多段的GaInAs生长。高分辨率X射线能量色散谱（EDS）映射揭示了III族原子的分布在轴向界面和侧壁。显著的Ga富集，伴随着结构的变化，观察到在GaInAs/InAs界面和较高的Ga浓度的早期生长的GaInAs段。元素分布图和EDS线轮廓推断Ga富集在侧壁之间的小面结处。三元合金的相对化学势和液-固相变的热力学驱动力解释了富集背后的生长机制。
2013-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of InAs/EuS/Al hybrid nanowires
我们研究了InAs/EuS/Al异质结的电子性质，这是最近的实验[S. Vaitiekenas \emph{et al.}，Nat. Phys.（2020）]，结合光谱结果和微观器件模拟。特别是，我们使用角分辨光电子能谱研究在InAs/EuS界面的能带弯曲。由此产生的频带偏移值作为一个重要的输入，随后的微观器件模拟，使我们能够映射的电子波函数分布。我们的结论是在Al/EuS以及InAs/EuS界面的磁邻近效应都是必不可少的实现拓扑超导在零外加磁场。映射的拓扑相图作为栅极电压和邻近诱导的交换耦合的函数，我们表明，铁磁混合纳米线与重叠的Al和EuS层可以成为一个拓扑超导体在现实的参数制度，和拓扑相位可以通过外部门控优化。我们的工作突出了需要一个相结合的实验和理论的努力，忠实的器件模拟。
2020-12-10 cond-mat.mes-hall
Phase Coherent Oscillations of Excitonic Photocapacitance and Bose-Einstein Condensation in Quantum Coupled 0D-2D Heterostructure
报道了10 K下双势垒共振隧穿异质结光电容的量子相干振荡。周期性的存在和不存在尖锐的激子跃迁的光电容光谱与增加的偏压证明了强耦合的InAs量子点（0 D）和三角形GaAs量子阱（2D）之间。这种0 - 2维异质结构中的相干共振隧穿建立了激子玻色-爱因斯坦凝聚的动量空间变窄。在低于70 K时，激子密度的急剧增加表明，与每个InAs量子点锚定的激子波函数可以在200 μ m左右的宽范围内横向重叠，从而产生激子玻色-爱因斯坦凝聚体的宏观量子态。这本身就指出了在通常的2D-2D双层和耦合量子阱样品中遇到的困难，这些样品以前用于研究激子BEC。最后，我们预测如何耦合量子点和量子阱异质结构可以显示激子玻色-爱因斯坦凝聚在更高的温度。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Two-dimensional epitaxial superconductor-semiconductor heterostructures: A platform for topological superconducting networks
拓扑超导性的新兴领域的进展依赖于新材料组合的合成，结合超导性，低密度和自旋轨道耦合（SOC）。例如，理论[1-4]表明具有强SOC的一维（1D）半导体（Sm）和超导体（S）之间的界面具有非平凡拓扑性质的Majorana模式[5-8]。最近，Al在InAs纳米线上的外延生长显示出产生具有均匀透明界面[9]和硬诱导间隙的高质量S-Sm系统，其由强烈抑制的子间隙隧穿电导[10]指示。在这里，我们报告的实现的二维（2D）的InAs/InGaAs异质结与外延Al，产生一个平面的S-Sm系统的结构和传输特性一样好的外延线。2D外延S-Sm系统的实现代表了导线的重大进步，允许通过自上而下的处理扩展网络。在众多潜在的应用中，这种新材料系统可以作为具有门控马约拉纳零模的拓扑超导体的复杂网络的平台[1-4]。我们展示了门控约瑟夫森结和一个高度透明的二维S-Sm界面的基础上的产品的过剩电流和正常状态电阻。
2015-11-07 cond-mat.mes-hall
Realization of Very High Mobility InAs Quantum Wells on InP Substrates Through Convex InAlAs Graded Buffer Optimization
Purdue University（普渡大学）；Microsoft Quantum（微软量子）
本文通过优化InAlAs变质缓冲层的凸形组分渐变，在InP衬底上实现了厚度大于10 nm的InAs量子阱，获得超过1.7×10^6 cm^2 V^{-1} s^{-1}的超高低温电子迁移率，为该材料系统迄今最高值。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudo-relativistic fermions and topological states in zinc-blende semiconductors and their heterostructures (Habilitation thesis)
L’UNIVERSITÉ DE MONTPELLIER（蒙彼利埃大学）
本 habilitation 论文聚焦闪锌矿半导体及其异质结构中的赝相对论费米子与拓扑态，研究了HgCdTe、HgTe量子阱、InAs/Ga(In)Sb量子阱等体系的相关物理，部分预测获实验支持，于2026年3月在蒙彼利埃大学答辩。
2026-10-15 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
Cyclotron and combined phonon-assisted resonances in double-well heterostructure In$_{0.65}$Ga$_{0.35}$As/In$_{0.52}$Al$_{0.48}$As at megagauss magnetic fields
本文报道了InGaAs/InAlAs双量子阱中传导电子在兆高斯磁场中的法拉第共振实验。我们观察到新的回旋共振辅助发射的InAs类和GaAs类光学声子和组合（回旋-自旋）共振辅助发射的InAs类声子。的意见是很好地描述了三个激光频率与使用八波段（三个级别）$\textbf{k}\cdot \textbf{p}$模型，考虑到位置和能量依赖的有效质量和自旋g因子。指出由于应用了很强的磁场，新的观测是可能的。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Telecommunication band InAs quantum dots and dashes embedded in different barrier materials
我们研究了长波长（1.2至1.55微米）的高密度InAs量子点和破折号，这是生长在InP衬底上的光致发光。我们分析的势垒材料，InGaAlAs的合金组合物上的复合和载流子分布的温度依赖性，和润湿层的存在。基于温度相关的光致发光测量和对异质结构的约束能和能带结构的理论考虑，讨论了载流子的逃逸和转移。我们提出了两种不同的贡献的热猝灭，这可以解释观察到的量子点和破折号样品。其中一个是高密度量子点/破折号系综的独特现象，其与显著的点间/破折号耦合有关。随着未来的目标是使用这些点和破折号的量子光学应用的单点/破折号水平在电信C波段以及在高温下，我们提出了实现这样的设备的第一步。
2012-02-07 cond-mat.mes-hall
Unprotected edge modes in quantum spin Hall insulator candidate materials
在量子自旋霍尔绝缘体候选材料，如碲化汞/碲化镉和砷化铟/镓锑异质结构的实验表明，除了拓扑保护的螺旋边缘模式，这些多层异质结构还可以支持额外的边缘状态，这可以有助于散射和运输。我们使用第一性原理计算推导出HgTe/CdTe，HgS/CdTe和InAs/GaSb异质结构的有效紧束缚模型，并证明了所有这些材料都支持对边缘终止敏感的附加边缘态.我们追溯这些国家的微观起源回到一个极小模型支持平带的非平凡的量子几何，引起极化电荷的边缘。我们表明，极化电荷转化为额外的边缘状态时，平坦带相互耦合，并与其他国家，形成描述完整的异质结的哈密顿量。有趣的是，在碲化汞/碲化镉量子阱的附加边缘状态是远离费米能级，使他们不有助于运输，但在碲化汞/碲化镉和砷化铟/镓锑异质结构中，他们出现在散装能隙引起的可能性，多模边缘运输。最后，我们证明，因为这些额外的边缘模式是非拓扑的，它是可能的，以消除它们从体能隙通过修改边缘电位，例如与侧栅极或化学掺杂的帮助。
2022-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Andreev Reflection in the Quantum Hall Regime at an Al/InAs Junction on a Cleaved Edge
在Al/InAs劈裂边缘结中实现超导与量子霍尔效应共存，展示无势垒Andreev反射及高转换概率，为研究超导与QH相互作用及奇异准粒子提供新平台。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall
Zero field spin splitting in AlSb/InAs/AlSb quantum wells induced by surface proximity effects
InAs量子阱异质结构对于介观器件应用如扫描探针和磁纪录传感器具有相当大的兴趣，这些应用要求沟道靠近表面。在这里，我们报告在20 nm的浅深度的AlSb/InAs/AlSb霍尔条的磁输运测量。对所观察到的Shubnikov-de Haas振荡的分析和建模表明，在零磁场下，自旋分裂能量超过2.3 meV。我们认为自旋劈裂是由于量子阱中的能带弯曲引起的Rashba效应。这是由从表面到量子阱的大量电子转移引起的，并且当量子阱位于表面附近时变得显著。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
High mobility InAs 2DEGs on GaSb substrates: a platform for mesoscopic quantum transport
高迁移率、强自旋轨道耦合和大的Landé g因子使得生长在近晶格匹配GaSb衬底上的InAs量子阱中的二维电子气（2DEG）成为介观量子输运实验的有吸引力的平台。介观器件的成功操作依赖于三个关键特性：与衬底的电隔离;完全耗尽2DEG并利用光刻栅极控制残余侧壁传导的能力;以及确保介观长度尺度上的弹道输运的高迁移率。同时演示这些属性仍然难以捉摸的InAs 2DEG的GaSb衬底。在这里，我们报告异质结构的设计，分子束外延生长，器件制造，导致高载流子迁移率和充分的2DEG耗尽最小的残留边缘传导。我们的研究结果提供了一个途径，完全控制的2DEG为基础的InAs介观器件。
2018-07-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Development of an eight-band theory for quantum-dot heterostructures
在Burt的量子函数表象下，导出了量子点异质结构的非对称八带有效质量哈密顿量.得到了球形QDH的8 × 8径向哈密顿量和薛定谔方程的边界条件。对称化和非对称化的径向哈密顿的边界条件进行了比较，彼此和连接规则，通常用于匹配的波函数从两个相邻材料的大容量kp哈密顿。在近似对称和精确非对称的8 × 8模型下，计算了HgS/CdS、InAs/GaAs和GaAs/AlAs三种球形量子氢中电子和空穴能谱随量子点半径的变化.不对称性的参数示出影响的能级和电子和空穴的波函数，因此，带内和带间跃迁的能量。
2001-09-14 cond-mat.mes-hall
Numerical guidelines for setting up a general purpose k.p simulator with applications to quantum dot heterostructures and topological insulators
由Kohn和Luttinger首先开创的用于确定电子结构的k.p微扰法继续为几个能带结构特征提供有价值的见解。这种方法已被用于限制在三个方向上的异质结构。在本文中，建立一个k.p哈密顿使用有限差分近似这样的限制纳米结构的数值细节被明确证明。纳米结构属于两个对称类，即立方锌和菱形晶体被认为是。近来，菱形晶体作为最近发现的拓扑绝缘体（TI）类材料的候选者而获得了突出地位。最后，应变场的k.p哈密顿量和矩阵方程计算的内在和外部施加的应变在异质结构内的连续近似的并入。考虑了两个应用：1）计算数百万个闪锌矿InAs量子点的本征态，其中具有嵌入在GaAs基质中的不同铟成分的应力降低InGaAs层，以及2）菱面体拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Se的色散$_{3}$薄膜。
2014-09-15 cond-mat.mes-hall
