迈向Be掺杂GaAs纳米线中的低维空穴系统
介观与纳米尺度物理
2017-04-14 v1 量子物理
摘要
GaAs在量子器件的发展中曾处于核心地位，但很少用于基于纳米线的量子器件，反而是InAs、InSb和SiGe占据了主导地位。p型GaAs纳米线为研究具有强自旋轨道效应的强受限0D和1D空穴系统提供了一条途径，这促使我们开发以Be掺杂p型GaAs纳米线、AuBe合金接触和图形化局部栅电极为特征的纳米线晶体管，以制造基于纳米线的量子空穴器件。我们报道了采用三种不同Be掺杂浓度和各种AuBe接触工艺制备的、具有传统衬底背栅和电子束光刻(EBL)定义的金属/氧化物顶栅的纳米线晶体管。我们发现，在较低退火温度和较短退火时间的条件下，接触退火仅给中等掺杂器件带来微小改善。我们仅在中等掺杂时获得良好的晶体管性能，因为低掺杂纳米线在低温下传导冻结，而高掺杂纳米线在栅控下无法达到清晰的关态。我们的最佳器件在T = 4 K时给出导通态电导95 nS、关断态电导2 pS、开关比~以及亚阈值斜率50 mV/dec。最后，我们制备了一个具有中等掺杂纳米线、退火接触和多顶栅的器件。顶栅扫描显示亚阈值区存在一个平台，该平台在不同降温过程中可重复出现，并表明可能存在电导量子化，突显了该系统在未来量子器件研究中的潜力。
引用
@article{arxiv.1704.03957,
title = {Towards low-dimensional hole systems in Be-doped GaAs nanowires},
author = {A. R. Ullah and J. G. Gluschke and P. Krogstrup and C. B. Sørensen and J. Nygård and A. P. Micolich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03957},
year = {2017}
}