Mn 掺杂 InAs/GaSb 中的费米能级调控与能带对齐
介观与纳米尺度物理
2022-03-23 v1 材料科学
摘要
InAs/GaSb 具有破隙型能带对齐，已被证明可以产生螺旋拓扑边缘态。据预测，在结构中引入 Mn 后，其可呈现量子化反常霍尔效应。在此我们表明，对 InAs/GaSb 中的 InAs 进行稀 Mn 掺杂，不仅能够调控费米能级并引入顺磁性，还会对系统的能带对齐产生非平凡的影响。对 Mn 掺杂样品进行的 Shubnikov-de-Haas 振荡、回旋共振以及非线性霍尔效应的测量表明，高迁移率二维电子气与空穴气共存。相反，在未掺杂的 InAs/GaSb 中则观察到纯 n 型输运。我们假设 Mn 受主能级可以将费米能级钉扎在远离界面的 InAs 价带边缘附近，这引入了强烈的能带弯曲以保持 InAs/GaSb 界面处的能带偏移。因此，在该结构中实现量子化反常霍尔效应将需要仔细控制能带对齐，以保持拓扑绝缘特性。
引用
@article{arxiv.2111.14985,
title = {Fermi level tuning and band alignment in Mn doped InAs/GaSb},
author = {Logan Riney and Joaquin Bermejo-Ortiz and Gauthier Krizman and Seul-Ki Bac and Jiashu Wang and Maksym Zhukovskyi and Tatyana Orlova and Louis Anne de Vaulchier and Yves Guldner and Roland Winkler and Jacek K. Furdyna and Xinyu Liu and Badih A. Assaf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.14985},
year = {2022}
}