盲析超导体-半导体异质结构的夏布尔-德哈尔效应
介观与纳米尺度物理
2026-05-14 v1
摘要
混合型超导体-半导体纳米结构是凝聚态物理学和量子信息处理领域研究的核心组件。持续的进展严重依赖于能够表征、控制和优化包括自旋轨道耦合、能带偏移和杂乱在内的几项内在材料属性，这些属性在必然耦合了超导体金属薄膜电子态与位于 InAs 量子井下方的二维电子气（2DEG）的设备相关堆叠中。本文报告了一种新方法，通过对这些异质结构中发生金属-半导体耦合的二维电子气的 SdH 振荡测量来提取基本材料参数。对完整磁阻数据进行适当分析，可提取出量子井载流子密度、自旋轨道耦合强度以及输运和量子散射时间。最重要的是，提取的 2DEG 散射时间受金属-半导体耦合强度的影响，这使我们能够迅速获取近端引起的超导能隙信息，而无需制造或低温测量。这些简单测量所获取的丰富信息将该方法定位为混合材料优化的重要工具。
引用
@article{arxiv.2605.13722,
title = {Shubnikov-de Haas Characterization of Superconductor-Semiconductor Heterostructures},
author = {A. M. Zimmerman and Saeed Fallahi and Sergei Gronin and Tyler Lindemann and Patrick Sohr and Ray Kallaher and Alejandro Alcaraz Ramirez and Georg W. Winkler and Samuel M. L. Teicher and William Cole and Sebastian Heedt and Eoin O'Farrell and Gijs de Lange and Roman Lutchyn and Michael J. Manfra and John Watson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13722},
year = {2026}
}