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HgTe 量子阱中的量子自旋霍尔绝缘体态

介观与纳米尺度物理 2007-10-03 v1

摘要

近期理论预测,量子自旋霍尔效应(一种存在于零外磁场下的根本性新颖量子物质态)可能在 HgTe/(Hg,Cd)Te 量子阱中实现。我们制备了具有低密度和高迁移率的此类样品结构,在其中我们可以通过外部门电压调节载流子导电性,从 n 型经过绝缘区转变到 p 型。对于阱宽 d<6.3d < 6.3 nm 的薄量子阱,绝缘区表现出低温下电导趋于零的常规行为。然而,对于较厚的量子阱(d>6.3d > 6.3 nm),名义上的绝缘区显示出接近 2e2/h2e^2/h 的剩余电导平台。剩余电导与样品宽度无关,表明其由边缘态引起。此外,剩余电导会被微小的外磁场破坏。临界厚度 d=6.3d = 6.3 nm 处的量子相变也通过磁场诱导的绝缘体到金属转变独立确定。这些观察结果为量子自旋霍尔效应提供了实验证据。

关键词

引用

@article{arxiv.0710.0582,
  title  = {Quantum Spin Hall Insulator State in HgTe Quantum Wells},
  author = {Markus Koenig and Steffen Wiedmann and Christoph Bruene and Andreas Roth and Hartmut Buhmann and Laurens W. Molenkamp and Xiao-Liang Qi and Shou-Cheng Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0710.0582},
  year   = {2007}
}

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16 pages, 5 figures

R2 v1 2026-06-29T04:15:08.760Z