具有强不对称性的三维和二维 Hg$_{1-x}$Cd$_x$Te 中的双谷狄拉克费米子

本文预言了在某些量子结构中产生双谷狄拉克费米子的可能性。这些量子结构为：具有强界面反演不对称性的应变三维 Hg$_{1-x}$Cd$_x$Te 拓扑绝缘体（TI），以及不对称的 Hg$_{1-x}$Cd$_x$Te 双量子阱（DQW）。对三维拓扑绝缘体 Hg$_{1-x}$Cd$_x$Te 在合适 Cd ($x$) 含量下的色散关系数值分析清楚表明，反演对称性破缺与单轴拉伸应变共同导致每个狄拉克节点（分属两个界面）在 $\Gamma$ 点附近分裂为两个。对于具有合适 Cd 含量和合适量子阱宽度的不对称 Hg$_{1-x}$Cd$_x$Te 双量子阱，也可获得类似效应。本工作的目的是探究三维拓扑绝缘体和二维双量子阱混合 HgCdTe 体系中的反演对称性破缺。研究表明，这种对称性破缺导致载流子能量与准动量之间的依赖关系类似于外尔费米子。