Квантовый эффект Холла в двойной квантовой яме InAs/AlSb

Abstract

Впервые реализована двойная квантовая яма (ДКЯ) в гетеросистеме InAs/AlSb, характеризуемой большим g-фактором Ланде |g| = 15 формирующих ямы слоев InAs, несопоставимым с объемным g-фактором |g| = 0,44 GaAs в традиционных ДКЯ GaAs/AlGaAs. Качество образцов достаточно хорошее для наблюдения четкой картины квантового эффекта Холла (КЭХ). Несмотря на малую туннельную щель, что связано с большой высотой барьера 1,4 эВ, в КЭХ присутствуют особенности с нечетными факторами заполнения n = 3, 5, 7:, обусловленные коллективизированными межслойными состояниями ДКЯ. С поворотом поля относительно нормали к слоям состояние n = 3 затухает, что подтверждает коллективизированную природу данного состояния и опровергает возможную обусловленность его существования как следствие сильной асимметрии ДКЯ. Ранее разрушение коллективизированного состояния КЭХ параллельным полем наблюдалось только для состояния n = 1. Обнаружение подобного эффекта для n = 3 в ДКЯ InAs/AlSb может быть связано с большим объемным g-фактором InAs.

Уперше реалізовано подвійну квантову яму (ПКЯ) у гетеросистемі InAs/AlSb, яка характеризується більшим g-фактором Ланде |g| = 15 шарів InAs, що формують ями, ніж об’ємний g-фактор |g| = 0,44 GaAs у традиційних ПКЯ GaAs/AlGaAs. Якість зразків досить гарна для спостереження чіткої картини квантового ефекту Холла (КЕХ). Незважаючи на малу тунельну щілину, що пов’язано з великою висотою бар’єра 1,4 еВ, у КЕХ присутні особливості з непарними факторами заповнення = 3, 5, 7..., обумовлені колективізованими міжшаровими станами ПКЯ. З поворотом поля відносно нормалі до шарів стан = 3 загасає, що підтверджує колективізовану природу даного стану й спростовує можливу обумовленість його існування як наслідок сильної асиметрії ПКЯ. Раніше руйнування колективізованого стану КЕХ паралельним полем спостерігалося тільки для стану = 1. Виявлення подібного ефекту для = 3 у ПКЯ InAs/AlSb може бути пов’язано з великим об’ємним g-фактором InAs.

The double quantum well (DQW) is realized for the first time in the InAs/AlSb heterosystem, characterized by a large Lande g-factor value |g| = 15 of the InAs layers that form the wells, this g-factor being incomparable to the bulk g-factor |g| = 0.44 in GaAs in traditional GaAs/AlGaAs DQWs. The sample quality is sufficiently good to obtain a distinct quantum Hall effect (QHE) picture. In spite of a small tunneling gap, due to a high barrier of 1.4 eV, there are features in the QHE, with odd filling factor values = 3, 5, 7…, manifesting their collective interlayer nature. The = 3 state is suppressed with the tilt of magnetic field relative to the sample normal that confirms the collectivized nature of this state and denies that it may be due to a strong asymmetry of the DQW. Only the destruction of the = 1 collectivized QHE state by a parallel magnetic field has been observed so far. Observation of this effect for = 3 in InAs/AlSb DQW may be due to a large InAs bulk g-factor.