Subband structure of two-dimensional electron gases in SrTiO3
复合氧化物异质结构中两个平行的二维电子气（2DEG）之间的隧道效应被用来探测2DEG的子带结构，该异质结构中含有约3 × 10^14 cm^-2的大移动电子密度。温度相关的电流-电压测量进行SrTiO 3/GdTiO 3/SrTiO 3结，其中GdTiO 3作为隧道势垒，每个接口包含一个高密度的2DEG。共振隧穿特征的电导和其衍生物发生时，在势垒的任何一侧的子带对齐的能量作为所施加的偏压的变化，并用于分析子带的能量间距在两个2DEG。我们表明，结果基本上同意最近的理论预测，这样的接口。
2013-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lande-like formula for the g factors of hole-nanowire subband edges
我们从理论上分析了空穴量子线子带边的塞曼分裂。对于任何束缚态来说，它们的g因子取决于材料的固有g因子和有限束缚态轨道角动量的额外贡献。我们讨论了量子限制引起的体材料和轨道效应之间的相互作用，这是不平凡的，由于存在强自旋轨道耦合。一个紧凑的分析公式，阐明了这种相互作用，可以用于预测塞曼分裂在通用孔线几何形状。
2008-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hole subband dispersions and strong `spin'-orbit coupling in a cylindrical Ge nanowire
本研究针对圆柱形Ge纳米线中的准一维空穴气，基于轴向近似Luttinger-Kohn哈密顿量，证明强磁场下可获得两组隔离且带强“自旋”-轨道耦合的子带色散，验证了不同生长方向下的结果并对比了电、磁场诱导的自旋劈裂。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport Spectroscopy of Strongly Rashba-Split Hole Subbands Reveals Many-Body Interactions
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo（滑铁卢大学电气与计算机工程系）；Department of Chemistry, University of Waterloo（滑铁卢大学化学系）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文系）；Emerging Technologies Division, National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会新兴技术部）；Waterloo Institute for Nanotechnology, University of Waterloo（滑铁卢大学滑铁卢纳米技术研究所）
通过磁输运光谱研究强Rashba分裂空穴子带，揭示多体相互作用对有效质量增强的影响，解决GaAs中自旋轨道极化重空穴系统有效质量测量的三重矛盾。
2026-02-12 cond-mat.mes-hall
Strong `spin'-orbit coupled one-dimensional hole gas is achievable in a Ge nanowire in the presence of a strong magnetic field. The strong magnetic field lifts the two-fold degeneracy in the hole subband dispersions, so that the effective low-energy subband dispersion exhibits strong `spin'-orbit coupling. Here, we study the electrical `spin' manipulation in a Ge nanowire quantum dot for both the lowest and second lowest hole subband dispersions. Using a finite square well to model the quantum dot confining potential, we calculate exactly the level splitting of the `spin'-orbit qubit and the R…
2023-02-11 cond-mat.mes-hall
Hall Conductance of a Two-Dimensional Electron Gas with Spin-Orbit Coupling at the Presence of Lateral Periodic Potential
我们计算了在周期势和垂直磁场中，具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气磁子带中的霍尔电导分布。在这种半导体结构中，自旋-轨道耦合混合了不同磁性子带的状态，并且与无自旋粒子的情况相比改变了它们的霍尔电导的分布。计算了具有弱（$AlGaAs/GaAs$）和相对强（$GaAs/InGaAs$）SO和Zeeman相互作用的半导体结构。完全占据的磁子带的霍尔电导取决于系统参数，并且可以在相邻子带彼此接触时改变。结果表明，在具有较强SO耦合的实际半导体结构中，Hall电导的分布不同于\cite{Thoul}等人预言的无自旋轨道耦合系统的量子化规律.在弱SO相互作用和相对大的晶格周期的情况下，磁子带的霍尔电导与无自旋粒子的霍尔电导相同，但随着晶格周期的减小和相邻两个磁子带的相互接触，霍尔电导的分布发生了剧烈的变化。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall
Evidence of spontaneous spin polarization in the two-dimensional electron gas
密度泛函计算使用一个精确的交换势的GaAs单量子阱中形成的二维电子气（2DEG）预测的自旋极化相的存在下，当激发子带变得稍微填充。直接的实验证据是从低温和低激发功率的光致发光（PL）光谱显示突然出现的尖锐的发射峰低于从第一激发电子子带的光跃迁的能量时，其占领。这种PL功能在磁场施加在平面内以及垂直于2DEG的行为表明自旋极化域的形成在激发子带与面内磁化。因为它也说明了在非弹性光散射谱中观察到的交换顶点校正的强烈增强，这种增强是由轻微占据的第一激发子带的自旋密度激发引起的。
2004-04-06 cond-mat.mes-hall
Large gap electron-hole superfluidity and shape resonances in coupled graphene nanoribbons
我们预测增强的电子空穴超流性在两个耦合的电子空穴扶手椅边缘终止的石墨烯纳米带由薄的绝缘屏障分开。与石墨烯单层相反，纳米带的多子带在低能量下是抛物线形的，在导带和价带之间具有间隙，并且具有提升的谷简并。这些性质使得电子-空穴相互作用的屏蔽比耦合电子-空穴单层弱得多，从而提高了配对强度并增强了超流体性质。通过载流子的准一维量子限制，以及通过每个子带底部附近的大密度态，进一步增强了配对强度。后者放大了由量子限制引起的超流形状共振。对于具有多子带的有限宽度纳米带，存在几种超流部分凝聚。我们发现，超流性是占主导地位的强耦合BEC和BCS-BEC交叉制度，大超流间隙高达100毫电子伏及以上。当间隙超过子带间距时，存在子带的显著混合、形状共振的圆化以及系统的一维性质的结果减少。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Splitting in GaAs (100) Two-Dimensional Holes
我们测量了GaAs（100）二维空穴中的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡，以确定反转不对称引起的自旋分裂。SdH振荡的傅立叶谱包含对应于两个自旋子带的空穴密度的在频率$f_-$和$f_+$处的两个峰和对应于总空穴密度的在频率$f_\mathrm{tot}$处的峰。此外，光谱在$f_\mathrm{tot}/2$处显示出异常峰。我们还确定了两个自旋子带的有效质量，通过找到在$f_-$和$f_+$附近的傅立叶谱的逆变换，然后分析每个子带的SdH振荡的温度依赖性。我们讨论了我们的结果，根据自洽计算和以前的实验。
2004-09-14 cond-mat.mes-hall
Hole subband mixing and polarization of luminescence from quantum dashes: a simple model
在本文中，我们解决的问题，发光偏振的情况下，其特征在于在平面形状不对称的纳米结构。我们开发了一个简单的半定性模型，揭示了这种结构的选择性极化特性的机制。它表明，它们不是一个简单的后果的几何形状，但有关它通过价子带混合。我们的模型使我们能够预测的偏振度（DOP）的依赖面内尺寸的调查结构假设一个占主导地位的重空穴特性的价带状态，简化了形状的限制势和忽略的面外尺寸的影响。能量依赖模型揭示了不同激发态在随后的光谱范围内的重要性，导致DOP的非单调特性。对于InAs/InP量子冲系综，模型计算结果与实验数据吻合较好，其中重轻空穴态间距是唯一可调的参数。所有的特征都在所提出的模型的框架内再现，它们的起源可以很好地解释和理解。我们还对纳米结构的内部特性（例如高度）和外部条件（激发功率，温度）对整体DOP的影响进行了进一步的预测。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall
Subband structure of a two-dimensional electron gas formed at the polar surface of the strong spin-orbit perovskite KTaO$_3$
我们证明了在$5d$过渡金属氧化物KTaO $_3$的$(100)$表面形成二维电子气。从角分辨光电子能谱中，我们发现量子限域提升了体能带结构的轨道简并度，并导致了由轻、重载流子的子带态阶梯组成的2DEG。尽管有很强的自旋-轨道耦合，我们的测量提供了一个直接的上限为潜在的Rashba自旋分裂只有$Δ{k}_\parallel\sim\0.02$ $^{-1}$在费米能级。与非极性SrTiO $_3(100)$相比，KTaO $_3(100)$表面的极性性质似乎有助于介导2DEG的形成。
2011-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signatures of an annular Fermi sea
我们报告Shubnikov-de Haas振荡测量揭示了一个环形费米海的实验签名，该费米海在宽GaAs量子阱中限制的二维空穴的激发子带的能带边缘附近发展。当我们增加空穴密度时，当费米能级到达激发子带边缘时，低场磁阻迹线显示出在意外的大频率下突然出现新的振荡，其值$\textit{not}$对应于激发子带中的空穴密度（可忽略）。也有一个急剧的和显着的增加，零场电阻附近的子带占领的发病。指导下的数值能量色散计算，我们将这些意见与不寻常的形状的激发子带色散的结果在一个“环的极值”在有限的波矢量和环形费米海。这种色散和费米海长期以来一直被期望从能带计算中具有强自旋轨道相互作用的系统，但它们的实验特征一直难以捉摸。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall
Quantum states and magnetooptics in n- and p-type heterojunctions with lateral surface quantum dot (antidot) superlattice subjected to perpendicular magnetic field
研究了在垂直向磁场作用下，具有侧面量子点（反量子点）超晶格的n型和p型异质结的量子态和光学性质。用4 × 4 Luttinger哈密顿量描述导带电子和价带空穴的Azbel' - Hofstadter问题。在非相互作用朗道能级条件下，得到了宽间隔磁场中电子和空穴能级分离时的磁子带集。研究了自旋轨道相互作用对空穴磁子带波函数和能谱的影响。计算了磁性子带中的量子态与异质结内单层杂质之间的电子态与受主态之间以及空穴态与施主态之间的跃迁几率。通过对超晶格周期、周期势幅值、磁场强度等参数的计算，所需的实验观测的磁子带。
2001-12-28 cond-mat.mes-hall
Exchange instability of the two-dimensional electron gas in semiconductor quantum wells
当第一激发子带被电子占据时，在调制掺杂GaAs/AlGaAs单量子阱中形成的二维（2D）电子气经历一阶跃迁，因为费米能级通过施加直流电压被调谐成与激发子带共振。这种效果的直接证据是从低温光致发光光谱显示的子带间能量$E_{01}$突然重整化后的第一个激发子带的突然占领。密度泛函理论中的计算，其中处理的二维交换势{ \it确切}，表明这种电子系统的化学不稳定性主要是由{ \it intersubband}项的交换库仑相互作用。从温度依赖的测量的存在下，在$T_c = 35\pm 5$ K的临界点推断。
2001-06-22 cond-mat.mes-hall
Spin-density induced by electromagnetic wave in two-dimensional electron gas
研究了具有自旋轨道相互作用的二维电子气对长波电磁激励的磁响应。我们观察到，横向电场创建自旋极化垂直于2DEG平面。这种效应在具有分辨的自旋轨道分裂子带的干净系统中更为突出，并且当波的频率与费米动量下的子带分裂相匹配时达到最大值。讨论了这种效应与自旋霍尔效应的关系。
2007-03-22 cond-mat.mes-hall
Subband population in a single-wall carbon nanotube diode
我们观察到电流整流的分子二极管组成的半导体单壁碳纳米管和杂质。一半的纳米管没有杂质，它具有典型的半导体纳米管的电流-电压（I-V）特性。另一半的纳米管上有杂质，它的I-V特性是二极管的特性。纳米管二极管中的电流由通过分子的一维子带传输的空穴携带。在77开尔文，我们观察到一个逐步增加的电流通过二极管作为栅极电压的函数，表明我们可以通过静电掺杂控制所占用的一维子带的数量。
1999-08-06 cond-mat.mes-hall
Optical phonon induced frictional drag in coupled two-dimensional electron gases
本文研究了光学声子在两个相邻但电隔离的二维电子气间摩擦阻力中的作用。由于III-V族材料中的光学声子与电子的耦合比声学声子大得多（声学声子是低T和大分离时的主要阻力机制），因此可以预期光学声子将在高温下产生很大的影响。光学声子和声学声子介导的阻力之间的两个关键区别是：（1）光学声子介导的层间相互作用是短程的，这是由于它们在布里渊区中心处的群速度可以忽略不计;以及（2）光学声子介导的散射的典型动量传递相对较大。这些考虑使得光学声子介导的拖曳在单子带GaAs系统中难以看到，但是可以在具有较低有效质量和较低光学声子能量的材料（例如InSb）中的双子带GaAs系统或单子带量子阱中看到效果。
1997-07-30 cond-mat.mes-hall
Strain-induced Fermi contour anisotropy of GaAs 2D holes
我们测量了GaAs（311）A二维空穴中由正方形反点阵列引起的磁阻可伸缩性峰随面内应变的变化。这些数据直接探测了由于自旋-轨道相互作用和应变而分裂的两个自旋子带的费米轮廓的形状。实验结果与精确能带计算的预测定量一致，并揭示了大多数自旋子带具有严重扭曲的费米轮廓，其各向异性可以随应变而调整。
2008-01-20 cond-mat.mes-hall
Effective Mass and Spin Susceptibility of Dilute Two-Dimensional Holes in GaAs
我们报道了在20 nm宽的（311）A GaAs量子阱中，通过分析稀（密度$p \sim 7 \times 10^{10}$ cm $^{-2}$，$r_{s} \sim 6$）二维空穴系统中Shubnikov-de Haas振荡的温度依赖性，测量了有效空穴质量（$m^{*}$）.该系统中的空穴占据两个近简并的自旋子带，其$m^{*}$我们测量为$\sim $ 0.2（以自由电子质量为单位）。尽管在我们的二维系统中的相对大的$r_{s}$，测量的$m^{*}$是在良好的协议与我们的能带计算的结果，不考虑相互作用。然后，我们施加一个足够强的平行磁场，以完全减少自旋子带之一，并测量$m^{*}$的人口子带。我们发现，后者的$m^{*}$是令人惊讶的接近$m^{*}$，我们测量的平行字段的情况下。我们还推导了二维空穴系统的自旋磁化率从人口减少场，并得出结论，磁化率提高了约50%，相对于预期的值从能带计算。
2012-03-05 cond-mat.mes-hall
A Gate-Defined Quantum Point Contact in an InAs Two-Dimensional Electron Gas
我们实验研究量子化电导在静电定义的收缩在高迁移率InAs二维电子气。平行磁场提升自旋简并，并允许观察$e^2/h$的整数倍的平台。在施加垂直磁场时，可见自旋分辨的磁电子带。通过有限偏置光谱，我们测量了平行和垂直磁场方向的子带间距，并确定了$g$ -因子。
2019-08-02 cond-mat.mes-hall
Light scattering from a periodically modulated two dimensional electron gas with partially filled Landau levels
研究了垂直磁场中周期调制二维电子气的光散射。如果子带被部分填充，则作为频率的函数的介电函数的虚部包含对于完全填充的子带的情况的附加不连续性。可以从部分填充因子确定不连续的位置，并且不连续的高度可以与调制电势直接相关。光散射截面包含一个新的峰，该峰对于整数填充是不存在的。
1997-03-12 cond-mat.mes-hall
Transverse Pseudospin Susceptibility and Tunneling Parameters of Double Layer Electron Gas Systems
弱耦合双层二维电子气系统的子带由窄间距的电子对组成，其对应的波函数是孤立层子带波函数的对称和反对称组合。一对中的能量间距为2t，其中t是层间隧穿幅度。T是模拟这些系统的重要参数，如果可以忽略相互作用，则它将与弱场磁振荡实验中看到的拍频成比例，因此易于测量。我们指出，相互作用改变了拍频。我们讨论了这种效应和交换相关增强自旋分裂之间的相似性和差异。
1996-12-23 cond-mat.mes-hall
We show that a strong `spin'-orbit coupled one-dimensional (1D) hole gas is achievable via applying a strong magnetic field to the original two-fold degenerate (spin degeneracy) hole gas confined in a cylindrical Ge nanowire. Both strong longitudinal and strong transverse magnetic fields are feasible to achieve this goal. Based on quasi-degenerate perturbation calculations, we show the induced low-energy subband dispersion of the hole gas can be written as $E=\hbar^{2}k^{2}_{z}/(2m^{*}_{h})+ασ^{z}k_{z}+g^{*}_{h}μ_{B}Bσ^{x}/2$, a form exactly the same as that of the electron gas in the conducti…
2022-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-splitting in GaAs 2D holes
本文对调制掺杂GaAs（311）A量子阱中二维空穴系统中自旋轨道诱导的零磁场自旋劈裂进行了定量测量和计算。结果表明，该器件的分裂较大且可调。特别是，通过背栅和前栅偏置的组合，我们可以在保持2D空穴密度恒定的同时调整分裂。这些数据还揭示了一个令人惊讶的结果，关于磁阻（Shubnikov-de Haas）振荡的二维系统与自旋分裂能带：振荡的频率是{ \it不}简单地有关的自旋子带的人口。接下来，我们集中在这些2D孔中观察到的类金属行为及其与自旋分裂的关系。数据表明，当两个自旋子带具有不相等的布居数时，金属行为更明显。我们测量了这些二维孔系统的磁电阻与面内磁场证实了这一结论：而系统是金属在零磁场，它变成绝缘时，其中一个自旋子带在高磁场减少。
2000-06-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous Spin Polarization of GaAs Two-Dimensional Hole Systems
本文报道了平行磁场作用下GaAs二维空穴系统自旋子带减少的测量和计算结果。结果表明，束缚势的形状显著地影响上自旋子带减少时的面内磁场的大小。最令人惊讶的是，与2D电子系统不同，2D空穴系统中的载流子-载流子相互作用不会显著增强自旋磁化率。我们解释了我们的研究结果，使用多极展开的自旋密度矩阵，并建议的抑制增强有关的空穴的能带结构和有效自旋j=3/2。
2005-06-20 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Electronic Transport in p-type GaSb Quantum Wells
我们研究了低温下GaSb量子阱中的二维空穴输运。探测GaSb的价带能带结构的测量揭示了自旋轨道耦合引起的基态子带的显著自旋分裂。我们对这些自旋分裂子带的载流子密度、有效质量和量子散射时间进行了表征，发现结果与能带结构的计算结果一致。此外，我们还研究了零磁场附近电导率的弱反定域化修正，得到了相位相干性的信息。这些结果建立了GaSb量子阱作为二维空穴物理的平台，并为该系统的未来实验奠定了基础。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Spin drift and diffusion in one- and two-subband helical systems
本文采用Rashba模型、线性Dresselhaus模型和立方Dresselhaus模型以及子带间自旋-轨道耦合模型，发展了二维电子气中自旋漂移和扩散的理论。额外的子带自由度引入了新的特性的持续自旋螺旋（PSH）动力学。如前所述，对于可忽略的子带间散射率，独立子带的磁化强度之和导致具有长自旋寿命的交叉PSH的棋盘图案。对于强子带间散射，我们的快速子带动力学模型作为一个新的随机变量，产生一个动力学集的两个子带的平均自旋轨道耦合。在这种情况下，交叉PSH变成各向同性，呈现具有短自旋寿命的圆形（贝塞尔）图案。此外，有限的漂移速度破坏了平行方向和横向方向之间的对称性，使图案变形和拖曳。我们发现最大自旋寿命随着漂移速度的增加而偏离PSH区。我们提出了这些情况下的近似解析解，并定义其有效域。讨论了磁场和初始包宽的影响。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
Parallel magnetic field induced strong negative magnetoresistance in a wide p-Ge_{1-x}Si_x/Ge/p-Ge_{1-x}Si_x quantum well
在含有准二维空穴气的宽Ge_{1-x} Si_x/Ge/p- Ge_{1-x} Si_x量子阱（QW）中，在面内磁场作用下出现了负磁电阻效应，当磁场大于12 T时，磁电阻效应最大可达零场值的30-40%.在中间宽度和空穴密度的量子阱中，这种负磁阻可以解释为由于上子带减少而引起的子带间散射的抑制。对于最宽的量子阱与最高的空穴密度，其中的空穴气体被分为两个子层，类似的负磁阻被观察到，并初步解释为也是由于抑制子带间的散射，但子带是最低的对称和反对称状态的双量子阱结构。这些子带在面内磁场下不是在能量上垂直移动，而是沿着波矢水平移动。
2001-03-16 cond-mat.mes-hall
Tunable $Γ- K$ Valley Populations in Hole-Doped Trilayer WSe$_2$
本文对三层WSe $_2$价带中的谷居群进行了实验和理论研究。Shubnikov $-$ de Haas振荡表明，三层孔填充两个不同的子带与$K$和$Γ$谷，有效质量分别为0.5 $m_e$和$1.2m_e$; $m_e$是裸电子质量。在固定的总空穴密度下，施加的横向电场将空穴从$Γ$轨道转移到$K$轨道。我们能够解释这种行为的$K$轨道子带的较大层的极化率。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of the spin-orbit interaction on the band structure and conductance of quasi-one-dimensional systems
讨论了自旋轨道相互作用对二维电子气中准一维长电子系统的能带结构、波函数和低温电导的影响。我们的模型，这些系统包括一个线性（Rashba）的潜在限制在垂直于2DEG的方向和一个抛物线的限制横向的2DEG。我们发现，这两项可以显着影响的能带结构引入一个波矢量依赖于子带能量，产生额外的子带极小值和诱导子带之间的anticrossings。我们讨论的起源，这些影响的子带波函数的对称性。
1999-10-27 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillations from a two-dimensional electron gas at a Mott/band insulator interface
我们报道了原型莫特绝缘体/带绝缘体钙钛矿异质结在磁场高达31 T和温度在360 mK和10 K之间的磁输运性质。观察到磁阻的Shubnikov-de Haas振荡。振荡的性质是二维的，被解释为产生于一个单一的，自旋分裂的子带或两个子带。在任何一种情况下，引起振荡的电子系统都只代表界面处空间电荷层中的一小部分电子。振荡的温度依赖性用于提取子带的~ 1 me的有效质量。结果进行了讨论的上下文中的t2 g-状态，形成底部的SrTiO 3的导带。
2012-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz radiation-induced conductivity, Kerr and Faraday angles, and spin textures in a two-dimensional electron gas with spin-orbit coupling subjected to a high magnetic field and periodic potential
研究了强自旋轨道耦合二维电子气在强磁场和二维门控超晶格可调周期势作用下的太赫兹辐射感生电导率和极化张量，法拉第旋转角和克尔旋转角以及非平衡自旋织构.结果发现，实部和虚部的频率依赖性的诱导电导率接近最大值与尖锐的和可检测的峰对应的自旋分裂磁子带之间的子带间跃迁的频率。所观察到的电导率张量的频率依赖性的性质适用于克尔和法拉第旋转角的描述，可用作描述具有显着的自旋-轨道耦合的周期性结构中的电子气的另一种实验工具。辐射诱导的自旋纹理的形成预测具有面内和面外的组件与空间分布规模可比的超晶格单元的大小，可以通过实验观察到。
2010-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Giant Zeeman splitting of light holes in GaAs/AlGaAs quantum wells
我们发展了半导体量子阱中光空穴纵向$g$因子的理论。结果表明，光洞$g$ -因子的绝对值可以强烈地超过它的值在体，而且，塞曼分裂的依赖于磁场在相对较低的领域成为非线性。在GaAs/AlGaAs型结构中，这些效应由接地轻空穴子带$lh1$与第一激发重空穴子带$hh2$的接近度决定。在考虑磁场诱导的$lh1$和$hh2$状态的混合以及这些状态在异质界面处的混合的Luttinger哈密顿量的框架中执行特定的计算，后者由化学键各向异性引起。本文还提出了光在量子阱中的磁致反射和透射理论。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoconductance Oscillations in Electron-hole Hybridization Gaps and Valley Splittings in Tetralayer Graphene
该研究通过Bernal堆叠四石墨烯的磁输运实验，揭示轻质量子带中的朗道能级谷分裂，并将低密度体能隙内的磁电导振荡归因于能带反转引发的电子-空穴朗道能级杂化及边缘态数量变化。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoconductivity oscillations and absolute negative conductivity induced by nonequilibrium populations of excited subbands in a degenerate multisubband two-dimensional electron system are studied theoretically. The displacement from equilibrium, which can be caused by resonant microwave excitation or by any other reason, is assumed to be such that electron distributions can no longer be described by a single Fermi level. In this case, in addition to the well-known conductivity peaks occurring at the Shubnikov-de Haas conditions and small peaks of normal intersubband scattering, sign-changin…
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Intersubband plasmons in quasi-one-dimensional electron systems on a liquid helium surface
本文研究了液氦表面多子带准一维电子气的集体激发谱。不同的子带间等离子体激元模式被确定通过计算12子带模型内的电子气的光谱权重函数。当等离子体激元能量接近两个子带之间的能量差时，在这个有限温度系统中，朗道阻尼导致等离子体激元在小波矢处产生能隙。
2003-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence of breakdown of the spin symmetry in diluted 2D electron gases
最近有人声称在稀电子气体\cite{young99}中实验证明了自发自旋极化，这使长期存在的理论讨论\cite{ceper99,bloch}重新活跃起来。在二维中，铁磁流体的稳定性可能会受到低密度\cite{abra79}下金属-绝缘体转变的阻碍。为了规避本地化的二维电子气（2DEG），我们调查了低人口的第二电子子带，其中的无序势主要是由第一子带的高密度屏蔽。这封信报告的自旋对称性在2DEG的崩溃，揭示了突然增强的交换和相关条款的库仑相互作用，确定从集体电荷和自旋激发的能量。非弹性光散射实验和计算的时间相关的本地自旋密度近似给出了强有力的证据，铁磁基态的存在，在稀释制度。
2006-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoconductive gain in semiconductor quantum wires
本文报道了利用浅腐蚀技术在AlGaAs/GaAs量子阱中光刻出的半导体量子线的光电导增益。该效应允许将量子线的一维子带解析为跨量子线的光响应中的最大值。我们解释的结果，在量子阱的价带的光诱导空穴移动的量子线的一维子带。在这里，我们证明了这种效应持续到大约17开尔文的温度。
2008-10-06 cond-mat.mes-hall
Hall Conductance of a Two-Dimensional Electron Gas in Periodic Lattice with Triangular Antidots
本文的主题是研究电子气在横向晶格周期势作用下的量子态和量子霍尔效应。势是由位于正方形晶格上的三角形量子反弧形成的。在这样的系统中，不存在反转中心和四重旋转对称性。计算了表征不同磁子带的拓扑不变量及其霍尔电导。它示出的antidot几何的细节是至关重要的霍尔电导量子化规则。确定了霍尔电导急剧变化的三角形反点形状的晶格参数的临界值。我们证明了三角形反点晶格的量子态和霍尔电导量子化定律不同于圆柱形反点的正方形晶格。作为一个例子，计算了当每个晶胞的磁通量量子数等于3时，不同反点几何结构的磁子带的霍尔电导.
2004-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhanced effective masses, spin-orbit polarization, and dispersion relations in 2D hole gases under strongly asymmetric confinement
University of Waterloo（滑铁卢大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）
本研究通过低磁场磁输运技术重构二维空穴气体中重空穴分支的色散关系，揭示了自旋轨道分裂能量随波矢的变化，并发现重空穴质量受多体效应影响。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic properties of an electron gas in a two-dimensional quantum dot: an approach using density of states
本研究利用态密度方法，研究了二维量子点中电子气的熵和热容量随磁场和温度的变化，发现低温下磁场变化引发子带去布居，导致热力学性质振荡。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Phase Transitions and the ν=5/2 Fractional Hall State in Wide Quantum Wells
研究了宽量子阱中电子子带与朗道能级混合作用下ν=5/2量子霍尔态的性质.我们介绍了一种通用的方法来分析摩尔-里德Pfronan状态和它的粒子-空穴共轭，反Pfronan，在周期性的边界条件下的“四分之一”布里渊区计划包含偶数和奇数的电子。我们研究了环面上的转动量子数，并表明在有限尺寸系统中可以观察到粒子-空穴对称性的自发破缺。在电子子带和朗道级混合的存在下，粒子-空穴对称性以这样一种方式被打破，即反Pfiran是明确有利的，并且在向可压缩相的过渡附近变得更加稳健，与最近的实验一致。
2013-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Binding Energy and Lifetime of Excitons in Metallic Nanotubes
半导体单壁碳纳米管中激子的解析描述的困难在于激子既不能被认为是严格的一维也不能被认为是二维物体。然而，在金属纳米管的情况下，情况发生变化，其中，由于无间隙金属子带的屏蔽，激子的半径变得比纳米管$R_\text{ex}\gg R$的半径大得多。利用这一点，我们发展了金属纳米管中激子的理论，确定它们的结合能约为$0.08v/R$，与现有的实验数据相一致。另外，由于无带隙子带的存在，存在其中束缚激子被散射成属于无带隙子带的未束缚电子-空穴对的过程。这样的过程导致有限的激子寿命和其光谱函数的加宽。我们计算了相应的激子衰变率。
2019-01-27 cond-mat.mes-hall
Thermally-induced spin polarization of a two dimensional electron gas
从理论上研究了热电流作用下具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子气的自旋极化。结果表明，温度梯度引起电子气的面内自旋极化，这是垂直于温度梯度。当费米能级穿过上电子子带的底边时，低温自旋极化发生了符号变化。我们还比较了由外部电场（电流）引起的自旋极化的结果。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall
Low-field magnetoresistance in GaAs 2D holes
我们报道了GaAs/AlGaAs异质结构和量子阱中二维空穴系统的低场磁输运数据，在大的密度范围内，$2.5 \times 10^{10} \leq p \leq 4.0 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$，主要集中在（311）A GaAs衬底上生长的样品上。在高密度，$p \gtrsim 1 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$，我们观察到一个非常强的正磁阻。它出现在具有各向异性面内迁移率的样品中，并且主要沿着低迁移率方向，并且强烈依赖于垂直电场和由此产生的自旋轨道相互作用诱导的自旋子带布居差。仔细检查的数据表明，磁阻必须从一个组合的因素，包括存在两个自旋子带，一个波纹量子阱界面，导致迁移率各向异性，并可能弱反本地化。这些因素都不能单独解释所观察到的正磁阻。我们还提出了密度的数据的演变：正磁阻的大小随着密度的降低而降低，直到在研究的最低密度（$p = 2.5 \times 10^{10}$ cm $^{-2}$），它消失，并被一个弱的负磁阻取代。
2002-01-26 cond-mat.mes-hall
Measurement of spin-dependent conductivities in a two-dimensional electron gas
在面内磁场作用下，通过向GaAs二维电子气通道注入非极化电荷流，产生自旋积累，然后在非局域几何中进行测量。与以前使用自旋极化纳米结构的测量不同，这里的自旋累积仅仅是由于自旋向上和自旋向下载流子的体电导率差异引起的。比较扩散模型，包括自旋子带分裂在磁场表明一个显着增强的电子自旋磁化率在二维电子气。
2010-05-19 cond-mat.mes-hall
Tuning of the spin-orbit interaction in two-dimensional GaAs holes via strain
我们报告的自旋轨道相互作用诱导自旋分裂调制掺杂GaAs二维孔系统作为各向异性，面内应变的函数的直接测量。自旋子带密度的变化揭示了自旋分裂对应变的显著强依赖性，在仅施加约2 x 10^{-4}应变的情况下，分裂增强高达约20%。计算结果与我们对应变诱导自旋劈裂的数值计算结果吻合得很好。
2006-10-04 cond-mat.mes-hall
Highly anisotropic g-factor of two-dimensional hole systems
将自旋自由度耦合到二维（2D）空穴系统的各向异性轨道运动引起相对于面内磁场B相对于晶轴的不同取向的高度各向异性塞曼分裂。这种机制在体能带结构中没有类似的机制。我们获得了良好的，定性的理论和实验数据之间的协议，采取在（113）衬底上生长的GaAs 2D孔系统，显示各向异性的上自旋子带的人口减少作为平面内B的函数。
2000-05-28 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Hole Gas in Germanium/Silicon Nanowire Heterostructures
二维电子和空穴气体系统，通过平面衬底上的能带结构设计和外延生长，已经成为基础凝聚态研究和高性能器件的关键平台。通过在一维（1D）纳米结构衬底上的受控生长来类似地开发一维（1D）电子或空穴气系统，这可以开辟超越现有碳纳米管和纳米线系统的机会，但尚未实现。在这里，我们报告的合成和传输研究的基础上的一个独立的锗/硅（Ge/Si）核/壳纳米线异质结构的一维空穴气体系统。室温下的电输运测量结果清楚地表明，在未掺杂的Ge/Si纳米线异质结构的空穴积累，在对照实验上的单组分纳米线。低温研究表明，当Si壳层作为Ge沟道中空穴气的隧道势垒时，可以很好地控制库仑阻塞振荡。通过热退火也可再现地实现与空穴气的透明接触。在这样的设备中，我们观察到电导量子化在低温下，对应于弹道输运通过1D子带，其中测得的子带能量间距与计算的圆柱形限制潜力。此外，我们观察到一个0.7的结构，这已被归因于自发自旋极化，这表明这种现象在相互作用的一维系统的普遍性。最后，电导表现出很小的温度依赖性，符合我们的计算减少背散射在这个一维系统，并表明，即使在室温下的运输是弹道。
2005-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-quality quantum point contact in two-dimensional GaAs (311)A hole system
我们研究了量子点接触（QPC）中的弹道输运，该量子点接触定义在一个高质量的GaAs（311）A二维（2D）孔系统中，使用浅腐蚀和顶栅。QPC电导表现出多达11个量子化平台。通过改变QPC中空穴的横向限制和费米能量来调谐弹道一维子带。我们证明了平台的位置（在栅极电压），源极-漏极数据，和负磁阻数据可以理解在一个简单的模型，考虑到变化，与栅极偏置，空穴密度和宽度的QPC导电沟道。
2008-09-29 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle dynamics and spin-orbital texture of the SrTiO3 two-dimensional electron gas
SrTiO $_3$中的二维电子气（2DEG）已成为复杂过渡金属氧化物中工程涌现行为的模型系统。然而，到目前为止，理解实现这一点的集体互动仍然是难以捉摸的。在这里，我们证明了角分辨光电子能谱可以直接成像的准粒子动力学的$d$ -电子子带阶梯的这种复杂的氧化物2DEG。结合现实的紧束缚超晶胞计算，我们揭示了量子限制和反转对称性破缺如何共同调整这个系统中电荷，自旋，轨道和晶格自由度的微妙相互作用。我们揭示了它们如何导致明显的轨道有序，介导轨道增强的Rashba分裂与复杂的子带相关的自旋轨道纹理和显着改变的特征的电子-声子耦合，合作塑造的低能量电子结构的2DEG。我们的研究结果允许统一的理解，光谱和运输测量不同类别的SrTiO $_3$为基础的2DEG，并产生新的微观见解，其功能特性。
2014-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak antilocalization effect of high-mobility two-dimensional electron gas in inversion layer on p-type HgCdTe
研究了p型碲镉汞晶体反型层中门控二维电子气的磁导特性。在强磁场下，观察到了具有单子带占据的二维电子气的量子霍尔效应等特征。在弱磁场条件下，观察到弹道区的弱反局域化效应。根据Golub模型提取了相位相干时间和零场自旋分裂。退相速率的温度依赖性符合奈奎斯特机制，包括单重态和三重态通道相互作用。
2010-12-05 cond-mat.mes-hall
Finger-gate manipulated quantum transport in Dirac materials
我们研究了由Dirac方程描述的材料制成的多通道纳米带在面内磁场作用下的量子输运性质。在低能量状态下，正和负的指栅电位分别允许电子通过空穴或电子类准束缚态（QBS）进行子带内跃迁，从而导致电导下降。在高能区，电导出现双凹陷结构，这是由于量子点的自旋翻转或自旋非翻转引起的子带间跃迁。反转指栅极性提供了操纵自旋极化电子输运以实现受控自旋开关的可能性。
2015-05-10 cond-mat.mes-hall
Signatures of spin-preserving symmetries in two-dimensional hole gases
我们研究了无序介观系统电导中二维空穴气体中持续自旋螺旋对称性的分支。为此，我们通过超越III-V族半导体的轴向近似来扩展以前的模型。对于重空穴子带，我们确定了一个确切的自旋保持对称性类似于电子的情况下，通过分析从弱反本地化弱本地化和自旋传输作为外在的自旋轨道相互作用强度的函数的交叉。
2014-11-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
