混合量子纳米线中 Sn 的外延驱动相选择性

混合半导体/超导体纳米线是研究栅极可调超导性与拓扑行为涌现的普遍平台。它们的低维特性与晶体结构灵活性促进了新型异质结构生长与高效材料优化；这是精确构建复杂多组分量子材料的关键前提。在此，我们展示了对 InSb、InAsSb 与 InAs 纳米线上 Sn 生长的大量优化。我们证明了生长条件以及半导体的晶体结构/对称性如何驱动半金属性 $\mathrm{\alpha-Sn}$ 或超导性 $\mathrm{\beta-Sn}$ 的形成。对于 InAs 纳米线，我们获得了相纯的超导 $\mathrm{\beta-Sn}$ 壳层。然而，对于 InSb 与 InAsSb 纳米线，初始的外延 $\mathrm{\alpha-Sn}$ 相演化为共存 $\mathrm{\alpha}$ 与 $\mathrm{\beta}$ 相的多晶壳层，其中 $\beta/\alpha$ 体积比随 Sn 壳层厚度增加而增大。这些纳米线是否展现超导性关键依赖于 $\mathrm{\beta-Sn}$ 的含量。因此，本工作为多种半导体上 Sn 的相控制提供了关键见解，并对适用于产生拓扑系统的超导混合结构的产率具有重要意义。