Анизотропия проводимости в полуметаллической системе на основе квантовой ямы HgTe (013) / Худайбердиев Д.А., Савченко М.Л., Козлов Д.А., Квон З.Д., Михайлов Н.Н., Дворецкий С.А.

Квантовые ямы на основе теллурида ртути интенсивно изучаются уже более 10 лет идемонстрируют разнообразие получаемых на их основе систем: Дираковсие фермионы, двумерный итрехмерный топологические изоляторы, полуметаллическое состояние. Полуметалл реализуется притолщине слоя HgTe 14 – 22 нм [1]. В нем возможно изучение как чисто электронного состояния, так исостояния, когда меньшие по числу высокоподвижные электроны двигаются на фоне медленныхдырок, концентрация которых на три порядка больше электронной [2]. По технологическимпричинам рост пленок HgTe осуществляется преимущественно в направлении (013) [3], что приводитк высокому качеству таких систем с подвижностью более 0.5×106 см2/Вс [4] и возможности изучениятонких физических эффектов. Однако отклонение направления роста от симметричного можетприводить к анизотропии закона дисперсии и рассеяния носителей в плоскости квантовой ямы. Такаяанизотропия транспортных свойств полуметалла на основе HgTe до сих пор не была изучена, чемупосвящена данная работа.В работе изучается проводимость квантовых ям HgTe шириной 14 – 22 нм в направлениях [100]и [03-1]. Для этого используется специально ориентированная L-образная меза, снабженнаяметаллическим затвором. Обнаружено, что в нулевом магнитном поле вблизи точки зарядовойнейтральности (когда число электронов равняется числу дырок) анизотропия практическиотсутствует ([03-1]/[100] 1). При движении уровня Ферми вглубь валентной зоны отношениесопротивлений постепенно растет, достигая значения [03-1]/[100] 1.5 при концентрации дырокp 5×1011см-2. Этот результат отражает известную анизотропию закона дисперсии дырочной стороныспектра полуметалла на основе HgTe [5]. Однако зона проводимости также демонстрируетанизотропию сопротивления. Ввиду отсутствия значимой анизотропии закона дисперсииэлектронной части спектра, зависимость проводимости от кристаллографического направленияможет быть связана со смещением центра волновой функции носителей к границам квантовой ямы иусилением рассеяния на шероховатостях [4], которые сильнее развиты в менее симметричномнаправлении [03-1].