Проявление полуметаллического состояния в циклотронном резонансе низкосимметричных квантовых ям на основе HgTe
А. А. Грешнов+, Ю. Б. Васильев+, Н. Н. Михайлов*, Г. Ю. Васильева+×, Д. Смирнов°
+Физико-технический институт им. Иоффе РАН, 194021 С.-Петербург, Россия
*Институт физики полупроводников им. Ржанова СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
×С.-Петербургский государственный политехнический университет, 195251 С.-Петербург, Россия
°National High Magnetic Field Laboratory, Tallahassee, 32310 Florida, USA
Abstract
Проведены измерения циклотронного резонанса в квантовых ямах
HgTe/CdHgTe толщиной 21 нм с различными кристаллографическими ориентациями
плоскостей ям. Исследования показали, что в отличие от структур с ориентацией
(001) ямы с ориентацией (013) находятся в полуметаллическом состоянии, а их
спектры поглощения содержат линии циклотронного резонанса как электронов, так
и дырок. Одновременное наблюдение двух типов носителей связано с перекрытием
верхних подзон размерного квантования тяжелых дырок (hh1, hh2), которое
обусловлено их сильным взаимодействием с интерфейсным состоянием
Дьяконова-Хаецкого. Расчет, проведенный в рамках восьмизонного
kp-гамильтониана, показал, что для известных зонных параметров перекрытия
ветвей hh2 и hh1 не происходит в согласии с данными по циклотронному
резонансу в структурах с ориентацией (001). Для объяснения перекрытия подзон
в квантовых ямах HgTe с ориентацией, отличной от (001), предлагается механизм
усиления взаимодействия тяжелых дырок с интерфейсными состояниями за счет
присутствия ступенек на гетерогранице низкосимметричных квантовых ям.