Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells
We report on beating appearance in Shubnikov–de Haas oscillations in conduction band of 18–22 nm HgTe
 quantum wells under applied top-gate voltage. Analysis of the beatings reveals two electron concentrations at the
 Fermi level arising due to Rashba-like spin splitting of the first...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Datum: | 2019 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175794 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells / A.A. Dobretsova, Z.D. Kvon, S.S. Krishtopenko, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky // Физика низких температур. — 2019. — Т. 45, № 2. — С. 185-191. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862549648123625472 |
|---|---|
| author | Dobretsova, A.A. Kvon, Z.D. Krishtopenko, S.S. Mikhailov, N.N. Dvoretsky, S.A. |
| author_facet | Dobretsova, A.A. Kvon, Z.D. Krishtopenko, S.S. Mikhailov, N.N. Dvoretsky, S.A. |
| citation_txt | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells / A.A. Dobretsova, Z.D. Kvon, S.S. Krishtopenko, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky // Физика низких температур. — 2019. — Т. 45, № 2. — С. 185-191. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | We report on beating appearance in Shubnikov–de Haas oscillations in conduction band of 18–22 nm HgTe
quantum wells under applied top-gate voltage. Analysis of the beatings reveals two electron concentrations at the
Fermi level arising due to Rashba-like spin splitting of the first conduction subband H₁. The difference ΔNs in
two concentrations as a function of the gate voltage is qualitatively explained by a proposed toy electrostatic
model involving the surface states localized at quantum well interfaces. Experimental values of ΔNs are also in a
good quantitative agreement with self-consistent calculations of Poisson and Schrödinger equations with eightband k p⋅ Hamiltonian. Our results clearly demonstrate that the large spin splitting of the first conduction
subband is caused by surface nature of H₁ states hybridized with the heavy-hole band.
Виявлено появу биття в осциляціях Шубнікова–де Гааза в
зоні провідності HgTe квантової ями завтовшки 18–22 нм
при прикладенні верхньої затворної напруги. Аналіз биття
вказує на два типи електронів з різними концентраціями на
рівні Фермі, що виникають внаслідок рашба-подібного спінового розщеплення першої підзони провідності H₁. Різниця
двох концентрацій ΔNs як функція затворної напруги якісно
пояснюється запропонованою спрощеною електростатичною
моделлю поверхневих станів, локалізованих на гетерограниці
квантових ям. Експериментальні значення ΔNs також знаходяться в хорошій кількісній згоді з самоузгодженими розрахунками рівнянь Пуассона та Шредінгера для восьмизонного
k · p гамільтоніана. Отримані результати наочно демонструють, що велике спінове розщеплення першої підзони провідності обумовлено поверхневою природою станів H₁, гібридизованих із зоною важких дірок.
Обнаружено появление биений в осцилляциях Шубникова–де Гааза в зоне проводимости HgTe квантовой ямы толщиной 18–22 нм при приложении верхнего затворного напряжения. Анализ биений указывает на два типа электронов
с различными концентрациями на уровне Ферми, возникающих вследствие рашба-подобного спинового расщепления
первой подзоны проводимости H₁. Разность двух концентраций ΔNs как функция затворного напряжения качественно
объясняется предложенной упрощенной электростатической
моделью поверхностных состояний, локализованных на гетерограницах квантовых ям. Экспериментальные значения
ΔNs также находятся в хорошем количественном согласии с
самосогласованными расчетами уравнений Пуассона и Шредингера для восьмизонного k · p гамильтониана. Полученные
результаты наглядно демонстрируют, что большое спиновое
расщепление первой подзоны проводимости обусловлено
поверхностной природой состояний H₁, гибридизованных с
зоной тяжелых дырок
|
| first_indexed | 2025-11-25T20:42:09Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-175794 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-25T20:42:09Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Dobretsova, A.A. Kvon, Z.D. Krishtopenko, S.S. Mikhailov, N.N. Dvoretsky, S.A. 2021-02-02T19:32:27Z 2021-02-02T19:32:27Z 2019 Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells / A.A. Dobretsova, Z.D. Kvon, S.S. Krishtopenko, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky // Физика низких температур. — 2019. — Т. 45, № 2. — С. 185-191. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. 0132-6414 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175794 We report on beating appearance in Shubnikov–de Haas oscillations in conduction band of 18–22 nm HgTe
 quantum wells under applied top-gate voltage. Analysis of the beatings reveals two electron concentrations at the
 Fermi level arising due to Rashba-like spin splitting of the first conduction subband H₁. The difference ΔNs in
 two concentrations as a function of the gate voltage is qualitatively explained by a proposed toy electrostatic
 model involving the surface states localized at quantum well interfaces. Experimental values of ΔNs are also in a
 good quantitative agreement with self-consistent calculations of Poisson and Schrödinger equations with eightband k p⋅ Hamiltonian. Our results clearly demonstrate that the large spin splitting of the first conduction
 subband is caused by surface nature of H₁ states hybridized with the heavy-hole band. Виявлено появу биття в осциляціях Шубнікова–де Гааза в
 зоні провідності HgTe квантової ями завтовшки 18–22 нм
 при прикладенні верхньої затворної напруги. Аналіз биття
 вказує на два типи електронів з різними концентраціями на
 рівні Фермі, що виникають внаслідок рашба-подібного спінового розщеплення першої підзони провідності H₁. Різниця
 двох концентрацій ΔNs як функція затворної напруги якісно
 пояснюється запропонованою спрощеною електростатичною
 моделлю поверхневих станів, локалізованих на гетерограниці
 квантових ям. Експериментальні значення ΔNs також знаходяться в хорошій кількісній згоді з самоузгодженими розрахунками рівнянь Пуассона та Шредінгера для восьмизонного
 k · p гамільтоніана. Отримані результати наочно демонструють, що велике спінове розщеплення першої підзони провідності обумовлено поверхневою природою станів H₁, гібридизованих із зоною важких дірок. Обнаружено появление биений в осцилляциях Шубникова–де Гааза в зоне проводимости HgTe квантовой ямы толщиной 18–22 нм при приложении верхнего затворного напряжения. Анализ биений указывает на два типа электронов
 с различными концентрациями на уровне Ферми, возникающих вследствие рашба-подобного спинового расщепления
 первой подзоны проводимости H₁. Разность двух концентраций ΔNs как функция затворного напряжения качественно
 объясняется предложенной упрощенной электростатической
 моделью поверхностных состояний, локализованных на гетерограницах квантовых ям. Экспериментальные значения
 ΔNs также находятся в хорошем количественном согласии с
 самосогласованными расчетами уравнений Пуассона и Шредингера для восьмизонного k · p гамильтониана. Полученные
 результаты наглядно демонстрируют, что большое спиновое
 расщепление первой подзоны проводимости обусловлено
 поверхностной природой состояний H₁, гибридизованных с
 зоной тяжелых дырок This work was supported by the Russian Foundation for
 Basic Research (projects no. 17-52-14007) and Government of Novosibirsk region (projects no. 17-42-543336). ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Спеціальний випуск. «XXII Уральська міжнародна зимова школа з фізики напівпровідників» (20–23 лютого, 2018) Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells Спінове розщеплення поверхневих станів в квантових ямах HgTe Спиновое расщепление поверхностных состояний в квантовых ямах HgTe Article published earlier |
| spellingShingle | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells Dobretsova, A.A. Kvon, Z.D. Krishtopenko, S.S. Mikhailov, N.N. Dvoretsky, S.A. Спеціальний випуск. «XXII Уральська міжнародна зимова школа з фізики напівпровідників» (20–23 лютого, 2018) |
| title | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells |
| title_alt | Спінове розщеплення поверхневих станів в квантових ямах HgTe Спиновое расщепление поверхностных состояний в квантовых ямах HgTe |
| title_full | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells |
| title_fullStr | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells |
| title_full_unstemmed | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells |
| title_short | Spin splitting of surface states in HgTe quantum wells |
| title_sort | spin splitting of surface states in hgte quantum wells |
| topic | Спеціальний випуск. «XXII Уральська міжнародна зимова школа з фізики напівпровідників» (20–23 лютого, 2018) |
| topic_facet | Спеціальний випуск. «XXII Уральська міжнародна зимова школа з фізики напівпровідників» (20–23 лютого, 2018) |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175794 |
| work_keys_str_mv | AT dobretsovaaa spinsplittingofsurfacestatesinhgtequantumwells AT kvonzd spinsplittingofsurfacestatesinhgtequantumwells AT krishtopenkoss spinsplittingofsurfacestatesinhgtequantumwells AT mikhailovnn spinsplittingofsurfacestatesinhgtequantumwells AT dvoretskysa spinsplittingofsurfacestatesinhgtequantumwells AT dobretsovaaa spínoverozŝeplennâpoverhnevihstanívvkvantovihâmahhgte AT kvonzd spínoverozŝeplennâpoverhnevihstanívvkvantovihâmahhgte AT krishtopenkoss spínoverozŝeplennâpoverhnevihstanívvkvantovihâmahhgte AT mikhailovnn spínoverozŝeplennâpoverhnevihstanívvkvantovihâmahhgte AT dvoretskysa spínoverozŝeplennâpoverhnevihstanívvkvantovihâmahhgte AT dobretsovaaa spinovoerasŝepleniepoverhnostnyhsostoâniivkvantovyhâmahhgte AT kvonzd spinovoerasŝepleniepoverhnostnyhsostoâniivkvantovyhâmahhgte AT krishtopenkoss spinovoerasŝepleniepoverhnostnyhsostoâniivkvantovyhâmahhgte AT mikhailovnn spinovoerasŝepleniepoverhnostnyhsostoâniivkvantovyhâmahhgte AT dvoretskysa spinovoerasŝepleniepoverhnostnyhsostoâniivkvantovyhâmahhgte |