在InAs/GaSb异质结构中形成拓扑绝缘体相的材料考量
材料科学
2018-06-20 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在尺寸合适的理想InAs/GaSb双层结构中，面内电子和空穴能带重叠并杂化，预测存在拓扑非平庸或量子自旋霍尔（QSH）绝缘体相。然而，面内色散的势能景观受到源于材料缺陷的微观扰动的影响。在这项工作中，通过双栅极异质结构在反转变为正常能隙区间经栅压调谐时的电阻的温度和磁场依赖性，研究了无序对InAs/GaSb双层结构电子结构的影响。在反转（预测拓扑）区间中的输运行为在定性上与无序二维系统中的行为相似。估算了带电杂质和界面粗糙度对拓扑保护边缘态和绝缘体态形成的影响。势能景观中的实验证据和无序估算表明，最先进薄膜中的电势涨落足够强，以至于在预测的拓扑绝缘体（TI）区间中的输运由辛金属相而非TI相主导。其启示是，未来的工作必须解决该系统中的无序问题，并且若要实现TI区间，必须将重点放在减少这些异质结构中的缺陷和无序上。
引用
@article{arxiv.1710.10095,
title = {Materials considerations for forming the topological insulator phase in InAs/GaSb heterostructures},
author = {Borzoyeh Shojaei and Anthony P. McFadden and Mihir Pendharkar and Joon Sue Lee and Michael E. Flatté and Chris J. Palmstrøm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.10095},
year = {2018}
}
备注
16 pages, including 6 figures