Аннотация:
Спинозависимый транспорт дырок исследуется в кремниевых наносандвичах на поверхности Si (100) $n$-типа, которые представляют собой сверхузкие кремниевые квантовые ямы $p$-типа, ограниченные $\delta$-барьерами, сильно легированными бором. На основании данных измерений продольной и холловской разности потенциалов в зависимости от напряжения на вертикальном затворе в отсутствие внешнего магнитного поля идентифицируется наличие в кремниевых наносандвичах краевых каналов проводимости. При этом рост стабилизированного тока исток–сток в интервале 0.25–5 нА последовательно проявляет значение продольной проводимости 4e$^2$/$h$, обусловленное вкладом многократного андреевского отражения, 0.7(2e$^2$/$h$), соответствующее известной особенности в квантовой лестнице проводимости, а также осцилляции Ааронова–Кашера, что свидетельствует о спиновой поляризации дырок в краевых каналах. Кроме того, в условиях низких значений стабилизированного тока исток-сток благодаря наличию спиновой поляризации регистрируется ненулевая холловская разность потенциалов, зависящая от напряжения вертикального затвора, что идентифицирует квантовый спиновый эффект Холла. Измерения продольных вольт-амперных характеристик демонстрируют наличие ступеней Фиске и участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением, обусловленного генерацией электромагнитного излучения вследствие нестационарного эффекта Джозефсона. Предлагается объяснение полученных результатов в рамках модели топологических краевых состояний, представляющих собой систему из сверхпроводящих каналов, содержащих квантовые точечные контакты, способные трансформироваться в одиночные джозефсоновские переходы при увеличении величины стабилизированного тока исток–сток.
Поступила в редакцию: 20.05.2011 Принята в печать: 30.06.2011
Полный текст:
PDF файл (2853 kB)
