基于射频探测的长链三维 Dirac 半导体 Cd3As2 纳米线的 Fabry-Pérot 干涉与量子电容
介观与纳米尺度物理
2025-09-23 v1
摘要
我们演示了在悬挂的长链 Cd3As2 纳米线器件中实现相干传输，采用直流 (DC) 传输和射频 (RF) 反射测量两种方法。通过将 Cd3As2 纳米线与芯片超导 LC 共振器集成，我们实现了对电阻和量子电容变化的灵敏检测。在通道长度约为 1.8 μm 的器件中，DC 与 RF 测量中均观察到清晰的 Fabry-Pérot (FP) 干涉图样，充分证明了球形电子传输。RF 反射测量揭示了共振频率的栅极依赖性调制，源于密度泊斯态和 FP 干涉引起的量子电容振荡。这些振荡呈准周期结构，与 DC 传输测量中的 FP 图样高度相关。在另一器件中，Cd3As2 纳米线 Josephson 结 (通道长度约 730 nm，超导 Al 接触) 的 FP 干涉在 DC 导电测量中难以分辨，但在 RF 反射测量中可被检测到。这些结果表明了 Cd3As2 纳米线的高质量，以及 RF 反射测量的多样化应用前景，为拓扑量子器件（如 Andreev 量子比特或 gatemon 结构）提供了潜在技术路径。
引用
@article{arxiv.2509.16934,
title = {Radio-Frequency Detection of Fabry-P\'erot Interference and Quantum Capacitance in Long-Channel Three-Dimensional Dirac Semimetal Cd3As2 Nanowires},
author = {Sung Jin An and Jisu Kim and Myung-Chul Jung and Kidong Park and Jeunghee Park and Seung-Bo Shim and Hakseong Kim and Zhuo Bin Siu and Mansoor B. A. Jalil and Christian Schönenberger and Nojoon Myoung and Jungpil Seo and Minkyung Jung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.16934},
year = {2025}
}