在常规二维电子气上利用三角超晶格形成人工费米面

在近自由电子理论中，对自由电子施加周期性静电势会产生材料的能带结构，该结构由晶格间距和几何形状决定。对限制在 GaAs 量子阱中的电子施加人工设计的势场，可以工程化合成二维能带结构，其电子特性不同于宿主半导体。在这里，我们报告了在 GaAs/AlGaAs 异质结构上可调谐三角人工晶格的制造和研究，只需改变栅极偏压，即可从原始的 GaAs 能带结构和费米面转变为具有多个人工费米面的新能带结构。对于弱静电势调制，磁输运测量揭示了来自 GaAs 二维费米面的量子振荡，以及由这些电子与人工晶格散射产生的经典振荡。增加调制强度揭示了由于多个人工费米面形成而产生的新量子振荡，并最终导致电子从人工费米面与超晶格调制散射产生的新经典振荡。这些结果表明，低无序、栅极可调谐的横向超晶格可用于形成具有定制电子特性的人工二维晶体。