HgTe量子阱中的量子自旋霍尔绝缘态

• 作者: Andreas Roth Christoph Brtine Hartmut Buhmann Laurens W. Molenkamp Markus Konig（原著） Shou-Cheng Zhang Steffen Wiedmann Xiao-Liang Qi 赵安 （翻译） 黄光耀（翻译）
• 来源期刊: 中山大学研究生学刊：自然科学与医学版
• 学科: 物理学
• 关键词: 自旋 霍尔效应 边缘态 量子阱
• 年，卷（期）: 2007,（4）
• 页码范围: 71-81
• 页数: 11页
• 分类号: O413.2

摘要

近来,理论研究预言量子霍尔效应,在外加磁场为0的情况下物质出现的一种全新的量子态可以在HgTe/（Hg,Cd）Te量子阱中实现。我们制造了低密度高迁移率的样品结构,在样品中我们可以通过外加栅极电压调节载流子从n型穿过绝缘区到p型。对于宽度d〈6.3nm的薄量子阱,绝缘区在低温下具有常规的难以察觉的微小电导。然而,对于厚的量子阱（d〉6.3nm）,在绝缘层中也出现接近2e2/h的剩余电导,其中e是电子电荷,h是Planck常数.剩余电导与样品宽度无关,证明这是由边缘态引起的.此外剩余电导可以被微小的外加磁场所破坏.在临界厚度d=6.3nm处发生的量子相变也与磁场诱发的绝缘-金属转变互相独立.这些观察结果为量子自旋霍尔效应提供了实验证据。