半导体纳米线中子带结构的磁电导特征

半导体纳米线中的径向限制势在决定其量子输运性质方面起着关键作用。先前的报道表明，当电子态被限制在壳层上时，轴向磁场会诱导通量周期性的电导振荡。这种效应源于轨道角动量与磁通量的耦合。在此，我们计算了从平坦势到强表面能带弯曲等更一般情况下的能级结构，进而计算了电导。横向态并非限制在壳层上，而是分布在整个纳米线中。研究发现，总体而言，子带能谱作为栅极电压和磁场的函数是非周期的。原则上，这使得能够通过准弹道器件的磁电导图样精确识别被占据的子带。随着势场变得平坦，非周期性变得更加明显。我们引入了一种定量方法，将电导数据中的特征与特定径向势产生的子带结构进行匹配，其中使用的势函数形式依赖于两个自由参数。最后，我们在低温下测量了一个短沟道 InAs 纳米线 FET 器件，以寻找揭示子带结构的电导特征。我们识别出了这些特征，并表明它们与三个特定的子带一致。虽然在弱局域化机制的背景下分析了该实验，但我们发现，对于该器件预期的背散射主导于带间散射的情况，弹道输运所预测的子带效应应当仍然可见。