In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱二维电子气的零场自旋分裂

用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)方法在半绝缘InP衬底上生长In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱样品。在In0.52Al0.48As势垒层中进行元素Si的δ掺杂,元素Si电离的电子转移到量子阱中,在量子阱中形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)。对该样品在低温下进行了磁输运测试,得到了2DEG纵向电阻(磁电阻)和横向电阻(Hall电阻)在不同温度下随磁场的变化曲线。观察到磁电阻的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和由零场自旋分裂引起的SdH振荡在低场下的拍频效应。也观察到Hall电阻出现量子Hall效应所特有的Hall平台。对Hall电阻在低场部分的直线拟合获得2DEG的Hall浓度,并根据Hall浓度和零场电导获得2DEG的Hall迁移率。对磁电阻曲线的快速傅立叶变换(fast Fourier trans-form,FFT)分析获得的2DEG浓度与Hall浓度一致。对拍频节点进行分析,获得了2DEG的自旋轨道耦合常数,并由此得到了零场自旋分裂能、自旋弛豫时间、自旋进动长度等实现自旋器件的相关参数。

In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱二维电子气中的零场自旋分裂与塞曼分裂

利用变角度磁输运方法研究了高迁移率、高浓度、宽度为20 nm、单边δ掺杂的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱,根据量子阱平面与磁场不同夹角时SdH振荡的拍频节点移动,提取了其自旋分裂能Δ0和有效g因子|g*|,发现Δ0随浓度增加而增大,|g*|随浓度增加而减小.进一步的分析和计算表明,|g*|减小是由量子阱能带结构的非抛物性作用引起的.

非对称In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱的零场自旋分裂能与高场g因子（英文）

研究了非对称In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱中二维电子气的磁输运性质,所测量的样品的径向磁阻R_(xx)的Shubinikov-de Haas振荡没有呈现出拍频的特征。通过测量样品的反弱局域效应提取了其零场自旋分裂能并通过对自旋分裂的R_(xx)双峰间距随倾斜角度θ的依赖关系的拟合提取了高场下的有效g因子。样品的Dingle plot图呈现非线性的特征。

负带隙HgCdTe体材料的磁输运特性研究

通过单晶生长了Cd组分为0.1的p型HgCdTe体材料,并制备了具有倒置型能带序的HgCdTe场效应器件.通过磁输运测试,在负带隙HgCdTe体材料中观察到明显的量子霍尔平台效应和Shubnikov-de Haas(SdH)振荡效应,证明样品具有较好的质量.利用SdH振荡对1/B关系的快速傅里叶变换,得到了样品的零场自旋分裂能约为26.55 meV,证明样品中存在强自旋-轨道耦合作用.进一步分析SdH中的拍频节点估算了样品中的有效g因子约为–11.54.