We investigate the transport properties of a two-dimensional electron gas residing in strained composite quantum wells of In0.75Ga0.25As/InAs/In0.75Ga0.25As cladded with In0.75Al0.25As barriers grown metamorphically on insulating InP substrates. By optimizing the widths of the In0.75Ga0.25As layers, the In0.75Al0.25As barrier, and the InAs quantum well, we demonstrate mobility in excess of cm2/V s. Mobility vs. density data indicate that scattering is dominated by a residual three dimensional distribution of charged impurities. We extract the effective Rashba parameter and spin-orbit length for these composite quantum wells.
References
1.
J.
Shabani
, M.
Kjaergaard
, H. J.
Suominen
, Y.
Kim
, F.
Nichele
, K.
Pakrouski
, T.
Stankevic
, R. M.
Lutchyn
, P.
Krogstrup
, R.
Feidenhans'l
et al, Phys. Rev. B
93
, 155402
(2016
).2.
H. J.
Suominen
, M.
Kjaergaard
, A. R.
Hamilton
, J.
Shabani
, C. J.
Palmstrom
, C. M.
Marcus
, and F.
Nichele
, e-print arXiv:1703.03699.3.
F.
Nichele
, A. C. C.
Drachmann
, A. M.
Whiticar
, E. C. T.
O'Farrell
, H. J.
Suominen
, A.
Fornieri
, T.
Wang
, G. C.
Gardner
, C.
Thomas
, A. T.
Hatke
et al, Phys. Rev. Lett.
119
, 136803
(2017
).4.
S. D.
Sarma
, M.
Freedman
, and C.
Nayak
, Phys. Rev. Lett.
94
, 166802
(2005
).5.
J.
Alicea
, Y.
Oreg
, G.
Refael
, F.
von Oppen
, and M. P. A.
Fisher
, Nat. Phys.
7
, 412
(2011
).6.
M.
Kjaergaard
, F.
Nichele
, H. J.
Suominen
, M. P.
Nowak
, M.
Wimmer
, A. R.
Akhmerov
, J. A.
Folk
, K.
Flensberg
, J.
Shabani
, C. J.
Palmstrom
et al, Nat. Commun.
7
, 12841
(2016
).7.
M.
Kjaergaard
, H. J.
Suominen
, M. P.
Nowak
, A. R.
Akhmerov
, J.
Shabani
, C. J.
Palmstrom
, F.
Nichele
, and C. M.
Marcus
, Phys. Rev. Appl.
7
, 034029
(2017
).8.
S.
Gozu
, T.
Kita
, Y.
Sata
, S.
Yamada
, and M.
Tomizawa
, J. Cryst. Growth
227–228
, 155
(2001
).9.
J.
Shabani
, A. P.
McFadden
, B.
Shojaei
, and C. J.
Palmstrom
, Appl. Phys. Lett.
105
, 262105
(2014
).10.
G. C.
Gardner
, S.
Fallahi
, J. D.
Watson
, and M. J.
Manfra
, J. Cryst. Growth
441
, 71
(2016
).11.
C.
Heyn
, S.
Mendach
, S.
Lhr
, S.
Beyer
, S.
Schnll
, and W.
Hansen
, J. Cryst. Growth
251
, 832
(2003
).12.
M.
Sexl
, G.
Bohm
, D.
Xu
, H.
Heib
, S.
Kraus
, G.
Trankle
, and G.
Weimann
, J. Cryst. Growth
175–176
, 915
(1997
).13.
X.
Wallart
, J.
Lastennet
, D.
Vignaud
, and F.
Mollot
, Appl. Phys. Lett.
87
, 043504
(2005
).14.
A.
Richter
, M.
Koch
, T.
Matsuyama
, C.
Heyn
, and U.
Merkt
, Appl. Phys. Lett.
77
, 3227
(2000
).15.
S.
Lohr
, S.
Mendach
, T.
Vonau
, C.
Heyn
, and W.
Hansen
, Phys. Rev. B
67
, 045309
(2003
).16.
B.
Shojaei
, A. C. C.
Drachmann
, M.
Pendharkar
, D. J.
Pennachio
, M. P.
Echlin
, P. G.
Callahan
, S.
Kraemer
, T. M.
Pollock
, C. M.
Marcus
, and C. J.
Palmstrom
, Phys. Rev. B
94
, 245306
(2016
).17.
T.
Tschirky
, S.
Mueller
, C. A.
Lehner
, S.
Falt
, T.
Ihn
, K.
Ensslin
, and W.
Wegscheider
, Phys. Rev. B
95
, 115304
(2017
).18.
F.
Stern
, Phys. Rev. Lett.
18
, 546
(1967
).19.
S. D.
Sarma
and E. H.
Hwang
, Phys. Rev. B
88
, 035439
(2013
).20.
J.
Shabani
, S. D.
Sarma
, and C. J.
Palmstrom
, Phys. Rev. B
90
, 161303
(2014
).21.
E. H.
Hwang
and S. D.
Sarma
, Phys. Rev. B
77
, 235437
(2008
).22.
C.
Chen
, I.
Farrer
, S. N.
Holmes
, F.
Sfigakis
, M. P.
Fletcher
, H. E.
Beere
, and D.
Ritchie
, J. Cryst. Growth
425
, 70
(2015
).23.
G. B.
Galiev
, I. S.
Vasil'evskii
, E. A.
Klimov
, S. S.
Pushkarev
, A. N.
Klochkov
, P. P.
Maltsev
, M. Y.
Presniakov
, I. N.
Trunkin
, and A. L.
Vasiliev
, J. Mater. Res.
30
, 3020
(2015
).24.
See http://www.wsi.tum.de/nextnano3 and http://www.nextnano.de for The Nextnano software.
25.
F.
Capotondi
, G.
Biasiol
, D.
Ercolania
, and L.
Sorba
, J. Cryst. Growth
278
, 538
(2005
).26.
S.
Datta
and B.
Das
, Appl. Phys. Lett.
56
, 665
(1990
).27.
K.-H.
Kim
, H.
Kim
, H. C.
Koo
, J.
Chang
, and S.-H.
Han
, Appl. Phys. Lett.
97
, 012504
(2010
).28.
T. Y.
Lee
, J.
Chang
, M. C.
Hickey
, H. C.
Koo
, H.-J.
Kim
, S. H.
Han
, and J. S.
Moodera
, Appl. Phys. Lett.
98
, 202504
(2011
).29.
J.
Nitta
, T.
Akazaki
, H.
Takayanagi
, and T.
Enoki
, Phys. Rev. Lett.
78
, 1335
(1997
).30.
T.
Schpers
, J.
Knobbe
, A.
van der Hart
, and H.
Hardtdegen
, Sci. Technol. Adv. Mater.
4
, 19
(2003
).31.
Y. H.
Park
, H. J.
Kim
, J.
Chang
, S. H.
Han
, J.
Eom
, H.-J.
Choi
, and H. C.
Koo
, Appl. Phys. Lett.
103
, 252407
(2013
).© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.
