半導體所HgTe二維電子氣邊緣態輸運全電控制研究獲進展

　　普通的半導體材料二維電子氣的霍爾溝道在外磁場下會展現整數量子霍爾效應。其物理起源是洛倫茲力導致溝道邊緣附近出現具有金屬特性的邊緣態。反轉能帶的半導體材料HgTe二維電子氣霍爾溝道甚至無外磁場時其邊緣也會呈現出金屬態特性，即量子自旋霍爾效應。這項工作被評為2007年度十大科學進展之一，獲得了2010年度歐洲物理學獎。

　　這種類金屬的邊緣態具有令人驚奇的自旋極化的特性，且由于時間反演對稱性的保護，不容易受到破壞。如何利用外場，特別是電場來調控邊緣態的自旋輸運是目前國際上理論和實驗都十分感興趣的問題。

　　在國家基金委和中科院創新工程的支持下，中科院半導體研究所常凱研究員和張樂波博士、程芳博士與浙江師范大學物理系翟峰教授合作，從理論上提出可以利用量子點接觸全電地控制HgTe二維電子氣霍爾溝道中邊緣態的輸運。通過改變量子點接觸柵極上的電壓，可以增強或減弱邊緣態之間的耦合，從而阻斷和導通溝道的導電行為，控制拓撲邊緣態的輸運。

　　文章以快訊(Rapid Communication)形式發表在Phys. Rev. B （83, 081402(R) 2011)上。