Объекты с новой зонной структурой – двойные квантовые ямы на основе бесщелевого полупроводника HgTe

М.В. Якунин, С.М. Подгорных, М.Р. Попов, В.Н. Неверов

Экспериментально показано, что в двойной квантовой яме, созданной из двух слоев материала с инвертированным зонным спектром – HgTe – и разделенных тонким барьером CdHgTe, можно получить различные варианты нового энергетического спектра. При относительно большой ширине слоев HgTe, примерно 20 нм, получается полуметалл, в котором можно регулировать величину перекрытия зон проводимости и валентной с помощью прикладываемого поперечного электрического поля. При меньшей толщине получается аналог спектра двуслойного графена, который также можно существенно модифицировать приложением поперечного электрического поля. В этих структурах обнаружены новые эффекты в квантовом магнитотранспорте, при этом найдено, что важнейшую роль играют области спектра с высокой плотностью состояний.

 

 

(Лаб. полупроводников и полуметаллов, лаб. низких температур, лаб. углеродных наноматериалов; авторы: М.В. Якунин, М.Р. Попов, С.М. Подгорных, В.Н. Неверов. Результаты опубликованы в Phys. Rev. B. V. (2016), в Письмах ЖЭТФ (2016), в трудах 15ти международных конференций. Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Спин» № 01201463330 при поддержке РФФИ, проект 14-02-00151, и Комплексной программы УрО РАН, проект № 15-9-2-21.)

 

Полный список публикаций по представляемой работе:

  1. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, M.R. Popov, E.G. Novik, S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov. Magnetotransport in double quantum well with inverted energy spectrum: HgTe/CdHgTe // Phys. Rev. B, 2016, v. 93, 085308 (14 pp.).
  2. М.В. Якунин, С.С. Криштопенко, С.М. Подгорных, М.Р. Попов, В.Н. Неверов, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий. Двойная квантовая яма в системе HgTe/CdHgTe со спектром двуслойного графена и проявляющиеся в ней особенности квантового магнитотранспорта // Письма в ЖЭТФ, 2016, т. 104, с. 415-423.
  3. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, S.M. Podgornykh, A.P. Savelyev, S.A. Dvoretsky, and N.N. Mikhailov. Quantum Magnetotransport in the HgTe Double Quantum Well with Inverted Energy Spectrum // Abstracts of the 20th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS20), Wroclaw University of Technology, 2013, p.249.
  4. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, M.R. Popov, E.G. Novik, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Reentrant sign-alternating quantum Hall effect in the HgTe/CdHgTe double quantum well // Program and Abstracts book of the 21st International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics (HMF-21), Panama City Beach, FL, USA, 2014, Poster ID: P62.
  5. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, M.R. Popov, E.G. Novik, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Reentrant sign-alternating quantum Hall effect and a zero filling factor state  in the HgTe/CdHgTe double quantum well // Program of the 32nd International Conference on the Physics of semiconductors (ICPS 2014), Austin, TX, USA, 2014, Poster H10.
  6. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, E.G. Novik, M.R. Popov, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Enhanced Conduction- to Valence-Subband Overlap in the HgTe Double Quantum Well // Conference book of the 17th International conference on II-VI Compounds and Related Materials, Paris, 2015, p.261-262.
  7. М.В. Якунин, А.В. Суслов, А.П. Савельев, В.Я. Алешкин, М. Жолудев, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов. Квантовый магнитотранспорт в двойной квантовой яме HgTe // Труды 17-го Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», 2013, Нижний Новгород, т.2, с.658-659.
  8. М.В. Якунин, А.В. Суслов, М.Р. Попов, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов. Состояния с нулевым фактором заполнения и повторная инверсия эффекта Холла в двойной квантовой яме HgTe/CdHgTe // Труды 18-го Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 2014, т.2, с.698-699.
  9. М.В. Якунин, А.В. Суслов, М.Р. Попов, Е.Г. Новик, С.С. Криштопенко, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов. Особенности поведения квантового эффекта Холла в системе пересекающихся электронных и дырочных магнитных уровней // Труды 20-го Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 2016, т.2, с.799-800.
  10. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, S.M. Podgornykh, A.P. Savelyev, S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov. Quantum Magnetotransport in the HgTe Double Quantum Well with Inverted Energy Spectrum // Proc. 21th international symposium “NANOSTRUCTURES: Physics and technology”, St. Petersburg, Russia, 2013, p.129-130.
  11. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, M.R. Popov, E.G. Novik, S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov. Reentrant sign-alternating quantum Hall effect and a zero filling factor in the HgTe Double Quantum Well // Proc. 22nd international symposium “NANOSTRUCTURES: Physics and technology”, St. Petersburg, Russia, 2014, p.27-28.
  12. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, M.R. Popov, E.G. Novik, S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov. Transformations in the inverted energy band structure of a HgTe Double Quantum Well with the gate voltage // Proc. 23rd international symposium “NANOSTRUCTURES: Physics and technology”, St. Petersburg, Russia, 2015, p.130-131.
  13. M.V. Yakunin, A.V. Suslov, S.M. Podgornykh, M.R. Popov, E.G. Novik, S.S. Krishtopenko, S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov. Specific behavior of the quantum Hall effect in a system of crossing electron and hole magnetic levels // Proc. 24th international symposium “NANOSTRUCTURES: Physics and technology”, St. Petersburg, Russia, 2016, p.86-87.
  14. М.В. Якунин, А.В. Суслов, С.М. Подгорных, А.П. Савельев, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов. Квантовый магнитотранспорт в двойной квантовой яме HgTe с инвертированным энергетическим спектром // Тезисы докладов XI Российской конференции по физике полупроводников, С.-Петербург, 2013, с.95.
  15. М.В. Якунин, А.В. Суслов, М.Р. Попов, Е.Г. Новик, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий. Увеличенное перекрытие электронной и валентной подзон в двойной квантовой яме HgTe // Тезисы докладов XII Российской конференции по физике полупроводников, Ершово, 2015, с.235.
  16. М.В. Якунин, А.В. Суслов, М.Р. Попов, Е.Г. Новик, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий. Увеличенное и регулируемое перекрытие электронной и дырочной подзон в двойной квантовой яме HgTe // Тезисы докладов на 37-м Совещании по физике низких температур, Казань, 2015, с.175-176.
  17. М.В. Якунин, А.В. Суслов, М.Р. Попов, Е.Г. Новик, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов. Особенности квантового магнитотранспорта в двойной квантовой яме HgTe/CdHgTe // Тезисы докладов на XX Уральской международной зимней школе по физике полупроводников, Екатеринбург – Новоуральск, 2014, с. 83-84.
  18. М.В. Якунин, С.М. Подгорных, М.Р. Попов, С.С. Криштопенко, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий. Магнитотранспорт в двойной квантовой яме HgTe/CdHgTe с инвертированным и дираковским энергетическим спектром // Тезисы докладов на XXI Уральской международной зимней школе по физике полупроводников, Екатеринбург – Алапаевск, 2016, с. 76-77.