Simultaneous Observation of the Cyclotron Resonances of Electrons and Holes in a HgTe/CdHgTe Double Quantum Well under “Optical Gate” Effect

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Spectral studies of the photoconductivity in the temperature range of T = 5–70 K, as well as studies of the magneto-absorption and magnetotransport at T = 4.2 K, have been performed in a HgTe/CdHgTe heterostructure with a double quantum well under an “optical gate” effect. Studies of magneto-absorption spectra under the controlled optical exposure have made it possible to observe absorption lines caused by both the cyclotron resonances of electrons and holes simultaneously. The coexistence of electrons and holes in the HgTe/CdHgTe double quantum well with a relatively large bandgap (~80 meV) indicates the appearance of a strongly inhomogeneous light-induced distribution of charge carriers in the plane of the structure. Experimental results obtained clearly demonstrate disadvantages of the control of the Fermi level positions in heterostructures with HgTe/CdHgTe quantum wells by means of the optical gate.

Sobre autores

L. Bovkun

Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses, CNRS-UGA-EMFL-UPS-INSA; Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Email: antikon@physics.msu.ru
FR-38042, Grenoble, France; 603950, Nizhny Novgorod, Russia

S. Krishtopenko

Laboratoire Charles Coulomb, UMR CNRS 5221, Université de Montpellier; Faculty of Physics, Moscow State University

Email: antikon@physics.msu.ru
34095, Montpellier, France; 119991, Moscow, Russia

V. Aleshkin

Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Email: antikon@physics.msu.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

N. Mikhaylov

Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: antikon@physics.msu.ru
630090, Novosibirsk, Russia

S. Dvoretskiy

Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: antikon@physics.msu.ru
630090, Novosibirsk, Russia

F. Tepp

Laboratoire Charles Coulomb, UMR CNRS 5221, Université de Montpellier

Email: antikon@physics.msu.ru
34095, Montpellier, France

M. Orlita

Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses, CNRS-UGA-EMFL-UPS-INSA

Email: antikon@physics.msu.ru
FR-38042, Grenoble, France

V. Gavrilenko

Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Email: antikon@physics.msu.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

A. Ikonnikov

Faculty of Physics, Moscow State University

Autor responsável pela correspondência
Email: antikon@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

Bibliografia

  1. L.G. Gerchikov and A. Subashiev, Phys. Status Solidi B 160, 443 (1990).
  2. B.A. Bernevig, T. L. Hughes, and S.C. Zhang, Science 314, 1757 (2006).
  3. S. S. Krishtopenko, I. Yahniuk, D.B. But, V. I. Gavrilenko, W. Knap, and F. Teppe, Phys. Rev. B 94, 245402 (2016).
  4. B. Buttner, C.X. Liu, G. Tkachov, E.G. Novik, C. Brune, H. Buhmann, E.M. Hankiewicz, P. Recher, B. Trauzettel, S.C. Zhang, and L.W. Molenkamp, Nat. Phys. 7, 418 (2011).
  5. З.Д. Квон, С.Н. Данилов, Д.А. Козлов, К. Цот, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий, С.Д. Ганичев, Письма в ЖЭТФ 94, 895 (2011).
  6. M. Zholudev, F. Teppe, M. Orlita et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 86, 205420 (2012).
  7. J. Ludwig, Yu.B. Vasilyev, N.N. Mikhailov, J.M. Poumirol, Z. Jiang, O. Vafek, and D. Smirnov, Phys. Rev. B 89, 241406(R) (2014).
  8. V. Dziom, A. Shuvaev, N.N. Mikhailov, and A. Pimenov, 2D Mater. 4, 024005 (2017).
  9. M. Marcinkiewicz, S. Ruffenach, S. S. Krishtopenko et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 96, 035405 (2017).
  10. A. Shuvaev, V. Dziom, J. Gospodariˇc E.G. Novik, A.A. Dobretsova, N.N. Mikhailov, Z.D. Kvon, and A. Pimenov, Nanomaterials 12, 2492 (2022).
  11. M. K¨onig, S. Wiedmann, C. Br¨une, A. Roth, H. Buhmann, L.W. Molenkamp, X. L.Qi, and S.C. Zhang, Science 318, 766 (2007).
  12. A. Roth, C. Br¨une, H. Buhmann, L.W. Molenkamp, J. Maciejko, X.L. Qi, and S.C. Zhang, Science 325, 294 (2009).
  13. E.B. Olshanetsky, Z.D. Kvon, G.M. Gusev, A.D. Levin, O.E. Raichev, N.N. Mikhailov, and S.A. Dvoretsky, Phys. Rev. Lett. 114, 126802 (2015).
  14. З.Д. Квон, Е.Б. Ольшанецкий, Д.А. Козлов, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий, Письма в ЖЭТФ 87, 588 (2008).
  15. M. S. Zholudev, A.V. Ikonnikov, F. Teppe, M. Orlita, K.V. Maremyanin, K.E. Spirin, V. I. Gavrilenko, W. Knap, S.A. Dvoretskiy, and N.N. Mihailov, Nanoscale Res. Lett 7, 534 (2012).
  16. А.А. Грешнов, Ю.Б. Васильев, Н.Н. Михайлов, Г.Ю. Васильева, Д. Смирнов, Письма в ЖЭТФ 97, 108 (2013).
  17. J. Gospodariˇc, A. Shuvaev, N.N. Mikhailov, Z.D. Kvon, E.G. Novik, and A. Pimenov, Phys. Rev. B 104, 115307 (2021).
  18. C. Br¨une, C.X. Liu, E.G. Novik, E.M. Hankiewicz, H. Buhmann, Y.L. Chen, X. L. Qi, Z.X. Shen, S.C. Zhang, and L.W. Molenkamp, Phys. Rev. Lett. 106, 126803 (2011).
  19. D.A. Kozlov, Z.D. Kvon, E.B. Olshanetsky, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, and D. Weiss, Phys. Rev. Lett. 112, 196801 (2014).
  20. S. S. Krishtopenko, W. Knap, and F. Teppe, Sci. Rep. 6, 30755 (2016).
  21. S. S. Krishtopenko, Sci. Rep. 11, 21060 (2021).
  22. M. Z. Hasan and C. L. Kane, Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010).
  23. G.M. Gusev, E.B. Olshanetsky, F.G.G. Hernandez, O.E. Raichev, N.N. Mikhailov, and S.A. Dvoretsky, Phys. Rev. B 101, 241302(R) (2020).
  24. G.M. Gusev, E.B. Olshanetsky, F.G.G. Hernandez, O.E. Raichev, N.N. Mikhailov, and S.A. Dvoretsky, Phys. Rev. B 103, 035302 (2021).
  25. M.V. Yakunin, S. S. Krishtopenko, W. Desrat, S.M. Podgornykh, M.R. Popov, V.N. Neverov, S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov, F. Teppe, and B. Jouault, Phys. Rev. B 102, 165305 (2020).
  26. К.Е. Спирин, Д.М. Гапонова, К.В. Маремьянин, В. В. Румянцев, В.И. Гавриленко, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий, Физика и техника полупроводников 52, 1482 (2018).
  27. I. Nikolaev, A. Kazakov, K. Drozdov, M. Bannikov, K. Spirin, R. Menshchikov, S. Dvoretsky, N. Mikhailov, D. Khokhlov, and A. Ikonnikov, J. Appl. Phys. 132, 234301 (2022).
  28. M.K. Sotnichuk, A. S. Kazakov, I.D. Nikolaev, K.A. Drozdov, R.V. Menshchikov, S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov, D.R. Khokhlov, and A.V. Ikonnikov, Photonics 10, 877 (2023).
  29. A. L. Yeats, Y. Pan, A. Richardella, P. J. Mintun, N. Samarth, and D.D. Awschalom, Sci. Adv. 1, e1500640 (2015).
  30. И.Д. Николаев, Т.А. Уаман Светикова, В.В. Румянцев, М.С. Жолудев, Д.В. Козлов, С.В. Морозов, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов, В.И. Гавриленко, А.В. Иконников, Письма в ЖЭТФ 111, 682 (2020).
  31. C. Zoth, P. Olbrich, P. Vierling, K.-M. Dantscher, V.V. Bel'kov, M.A. Semina, M.M. Glazov, L.E. Golub, D.A. Kozlov, Z.D. Kvon, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, and S.D. Ganichev, Phys. Rev. B 90, 205415 (2014).
  32. A. Kastalsky and J.C.M. Hwang, Solid State Commun. 51, 317 (1984).
  33. L.C. Tsai, C. F. Huang, J.C. Fan, Y.H. Chang, and Y. F. Chen, J. Appl. Phys. 84, 877 (1998).
  34. W.C. Wang, L.C. Tsai, J.C. Fan, and Y. F. Chen, J. Appl. Phys. 86, 3152 (1999).
  35. A. S. Chaves and H. Chacham, Appl. Phys. Lett. 66, 727 (1995).
  36. В.Я. Алшкин, В.И. Гавриленко, Д.М. Гапонова, А.В. Иконников, К.В. Маремьянин, С. В. Морозов, Ю. Г. Садофьев, S.R. Johnson, and Y.H. Zhang, Физика и техника полупроводников 39, 30 (2005).
  37. К.Е. Спирин, К.П. Калинин, С.С. Криштопенко, К.В. Маремьянин, В.И. Гавриленко, Ю. Г. Садофьев, Физика и техника полупроводников 46, 1424 (2012).
  38. Л.С. Бовкун, С.С. Криштопенко, А.В. Иконников, В.Я. Алешкин, А.М. Кадыков, S. Ruffenach, C. Consejo, F. Teppe, W. Knap, M. Orlita, B. Piot, M. Potemski, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий, В.И. Гавриленко, Физика и техника полупроводников 50, 1554 (2016).
  39. M. Schultz, U. Merkt, A. Sonntag, U. Rossler, R. Winkler, T. Colin, P. Helgesen, T. Skauli, and S. Løvold, Phys. Rev. B 57, 14772 (1998).
  40. А.В. Иконников, М.С. Жолудев, К.В. Маремьянин, К.Е. Спирин, A.A. Ластовкин, В.И. Гавриленко, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов, Письма в ЖЭТФ 95, 452 (2012).
  41. L. S. Bovkun, A.V. Ikonnikov, V.Ya. Aleshkin, K.V. Maremyanin, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, S. S. Krishtopenko, F. Teppe, B.A. Piot, M. Potemski, M. Orlita, and V. I. Gavrilenko, Opto-Electronics Review 27, 213 (2019).
  42. L. S. Bovkun, A.V. Ikonnikov, V.Ya. Aleshkin, K.E. Spirin, V. I. Gavrilenko, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, F. Teppe, B.A. Piot, M. Potemski, and M. Orlita, J. Phys. Condens. Matter 31, 145501 (2019).
  43. A.V. Ikonnikov, S. S. Krishtopenko, O. Drachenko et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 94, 155421 (2016).
  44. Л.С. Бовкун, А.В. Иконников, В.Я. Алешкин, С.С. Криштопенко, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий, М. Потемски, Б. Пио, М. Орлита, В.И. Гавриленко, Письма в ЖЭТФ 108, 352 (2018).
  45. М.С. Жолудев, Ф. Теп, С. В. Морозов, М. Орлита, К. Консейо, С. Руфенах, В. Кнап, В.И. Гавриленко, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов, Письма в ЖЭТФ 100, 895 (2014).
  46. A.V. Ikonnikov, M. S. Zholudev, K.E. Spirin et al. (Collaboration), Semicond. Sci. Technol. 26, 125011 (2011).
  47. В. В. Румянцев, А.В. Иконников, А.В. Антонов, С. В. Морозов, М.С. Жолудев, К.Е. Спирин, В.И. Гавриленко, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов, Физика и техника полупроводников 47, 1446 (2013).
  48. А.В. Иконников, Л.С. Бовкун, В.В. Румянцев, С.С. Криштопенко, В.Я. Алешкин, А.М. Кадыков, M. Orlita, M. Potemski, В.И. Гавриленко, С. В. Морозов, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов, Физика и техника полупроводников 51, 1588, (2017).
  49. S. Dvoretsky, N. Mikhailov, Y. Sidorov, V. Shvets, S. Danilov, B. Wittman, and S. Ganichev, J. Electron. Mater. 39, 918 (2010).
  50. N.N. Mikhailov, R.N. Smirnov, S.A. Dvoretsky, Y.G. Sidorov, V.A. Shvets, E.V. Spesivtsev, and S.V. Rykhlitski, Int. J. Nanotechnol. 3, 120 (2006).
  51. S. Brosig, K. Ensslin, R. J. Warburton, C. Nguyen, B. Brar, M. Thomas, and H. Kroemer, Phys. Rev. B 60, R13989(R) (1999).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».