HgTe/CdHgTe双量子阱中非常规的重入量子霍尔效应

我们报道了在由两层临界宽度 HgTe 构成的 $p$ 型 HgTe/Cd$_x$Hg$_{1-x}$Te 双量子阱(DQW)中观测到一种非常规结构的量子霍尔效应(QHE)。所观测到的 QHE 是磁场的重入函数，介于两个 $i=2$ 态(平台位于 $\rho_{xy}=h/ie^2$)之间，二者被一个中间 $i=1$ 态隔开；当表现微弱时，该中间态在超长 $i=2$ 平台上看起来像某种反常峰。该反常峰明显地将两种不同机制分开：在较小可动空穴密度 $p_s$ 下相对弱场中的传统 QHE，以及对应于大得多 $p_s$ 的具有 $2-1$ 平台—平台跃迁的高场 QH 结构。我们表明，在弱场下仅有一部分位于 DQW 中附加轻空穴子带的空穴参与 QHE，而其余空穴被排除到价子带横向极大处形成的储库中。由于零模能级的特殊行为，所有空穴在高场下都发挥作用。