We determine the effective $g$-factor ($|g^\ast|$) of a two-dimensional electron gas (2DEG) using a new method based on capacitance spectroscopy. The capacitance-voltage profile of a 2DEG in an InAs/AlGaSb quantum well measured in an in-plane magnetic field shows a double-step feature that indicates the Zeeman splitting of the subband edge. The method allows for simultaneous and independent determination of $|g^\ast|$ and effective mass $m^\ast$. Data suggest that the biaxial tensile strain in the InAs layer has considerable impacts on both $m^\ast$ and $g^\ast$. Our method provides a means to determine $|g^\ast|$ that is complementary to the commonly used coincidence technique.
High mobility back-gated InAs/GaSb double quantum well grown on GaSb substrate
报道了一种生长在GaSb衬底上的背栅InAs/GaSb双量子阱器件。天然衬底的使用允许高材料质量,其中在8 X 1011 cm-2的片电荷密度下电子迁移率超过500,000 cm 2/Vs,并且在电荷中性点(CNP)附近接近100,000 cm 2/Vs。量子阱结构和衬底之间的晶格匹配消除了对厚缓冲层的需要,从而实现了大的背栅电容和与量子阱中的导电沟道的有效耦合。结果表明,在电子和空穴两种状态下,杂化带隙中都观察到了量子霍尔效应。
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。
Accurate determination of electron-hole asymmetry and next-nearest neighbor hopping in graphene
次近邻跳跃项t'决定了石墨烯中几种现象的大小和重要性,这些现象包括由于断裂的键引起的自掺杂和在t'存在下不再完美的克莱因隧穿。理论估计的t'变化很大,而一些现有的测量,通过使用偏振分辨磁谱已经发现了令人惊讶的大t',接近或甚至超过最高的理论值。在这里,我们报告了通过使用高质量电容设备对石墨烯中的态密度进行的专门测量。态密度表现出明显的电子-空穴不对称性,随能量线性增加。该行为产生约-0.30 eV +-15%的t',与理论估计的高端一致。我们讨论了电子-电子相互作用在确定t'和概述的现象,可以影响这样一个大的值的t'的作用。
Sign identification of electron and hole out-of-plane g factors by utilizing nuclear spin switch in single quantum nanostructures
电子和空穴的g因子是半导体量子纳米结构中自旋操纵的关键量。然而,对于单个的纳米结构,包括这些g因子的符号的单独测定是困难的,通过使用一些常规的方法在块体和量子阱中采用。我们报道了一种利用光致核自旋开关对单个量子纳米结构中的离面g因子进行符号识别的简便光学方法。该方法在典型的单自组装In $_{0.75}$ Al $_{0.25}$ As/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As量子点和InAs/GaAs量子环中得到了验证,证明了电子的g因子与空穴的g因子同号.