《CdTe/PbTe異質結二維電子氣的電學特性研究》是依託浙江大學，由吳惠楨擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：CdTe/PbTe異質結二維電子氣的電學特性研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：吳惠楨
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
最近我們在國際上首次發現了CdTe/PbTe(111)極性界面存在高密度二維電子氣（2DEG）現象[APL,100,182104(2012)]，該項目擬對CdTe/PbTe 極性界面2DEG的電子輸運特性開展深入研究。採用分子束外延方法構築高電子濃度、高電子遷移率的CdTe/PbTe異質結2DEG結構，通過低溫磁輸運的測量和表征（包括Shubnikov-de Haas磁阻振盪，量子Hall效應和Rashba自旋-軌道劈裂等）理解CdTe/PbTe異質結2DEG在低溫下的行為。在此基礎上，研究高電子遷移率CdTe/PbTe異質結場效應電晶體和自旋極化電晶體器件，探明其在微納電子學和自旋電子學領域的潛在套用前景。
結題摘要
在科學發展史中，物理學家在半導體異質結界面發現了的許多新奇、重要的物理現象，該項目主要對我們首次發現的CdTe/PbTe(111)極性界面高密度二維電子氣的電子輸運特性進行了深入的研究，我們採用分子束外延(MBE)方法生長了高質量的[111]取向極性界面CdTe/PbTe異質結，通過低溫Shubnikov–de Haas磁阻振盪和量子Hall效應研究了CdTe/PbTe(111)異質結二維電子氣（2DEG）在低溫下的電子輸運特性。它由閃鋅礦晶體結構的CdTe與岩鹽礦晶體結構的PbTe 構成，CdTe/PbTe異質結在(111)極性界面的成鍵方式提供了一種獨特的2DEG形成機制，它不需要摻雜。像差校正掃描透射電子顯微鏡表征表明這種新穎異質結具有單原子層陡峭界面，而且沒有陽離子互擴散。低溫、強磁場量子振盪實驗揭示其具有貝里相位特徵，表明該CdTe/PbTe(111)異質結極性界面的2DEG具有狄拉克電子體系的性質，是拓撲絕緣體中的一員。我們還通過拉曼散射光譜，發現了CdTe/PbTe(111)異質界面處的聲子禁止效應，高濃度的2DEG能夠有效禁止異質結界面附近由晶格振動引起的極化、抑制極性振動模式的強度。我們通過角分辨光電子能譜（ARPES），我們研究了由分子束外延（MBE）生長的窄帶隙半導體PbTe薄膜垂直和平行於-L方向的晶體和表面電子能帶結構。通過比較ARPES實驗數據和第一性原理計算結果，獲得了PbTe價帶能帶結構、軌道特性、自旋-軌道分裂能和表面態等重要參數。上述實驗發現和理論對理解PbTe的基本性質和開展相關的熱電和光電子器件套用研究具有參考價值。
