Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体异质结二维 电子气研究进展

• 作者: 吴惠桢 朱家旗 李锴 舒天宇 马嵩松
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Ⅳ-Ⅵ化合物半导体异质结 二维电子气 狄拉克费米子 红外探测器
• 年，卷（期）: 2019,（16）
• 所属期刊栏目: 专题:纪念黄昆先生诞辰百年
• 页码范围: 200-215
• 页数: 16页
• 字数: 6432字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20191074

摘要

半导体异质结在探索新奇物理和发展器件应用等方面一直发挥着不可替代的作用.得益于其特有的能带性质,相对较窄的带隙和足够大的自旋轨道耦合相互作用,Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体异质结不仅在红外器件应用方面具有重要的研究价值,而且在拓扑绝缘体和自旋电子学等前沿领域引起了广泛的关注.尤为重要的是,在以CdTe/PbTe为代表的Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体异质结界面上发现了高浓度、高迁移率的二维电子气.该电子气的形成归因于Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体异质结独特的扭转界面.进一步的研究表明,该二维电子气体系不仅对红外辐射有明显响应,而且它还表现出狄拉克费米子的性质.本文系统综述了近年来Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体异质结二维电子气研究取得的主要进展.首先对Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体异质结扭转界面二维电子气的形成机理进行了介绍;然后讨论该二维电子气在低温强磁场下的输运性质,并分析了它的拓扑性质以及在自旋器件方面的应用前景;最后,展示了基于该二维电子气研制的中红外光电探测器.