We have measured hole transport in electrically induced two-dimensional hole gases in undoped GaSb/AlSb quantum wells. In order to access the electrically induced two-dimensional hole gas in GaSb quantum wells, recessed ohmic contacts were formed and the low-temperature magnetoresistance was measured for a gate-defined Hall bar geometry. The mobility of the sample increases with increasing hole density and reaches 20 000 cm2/V s at a hole density of 5.3 × 1011 cm−2 for an 8-nm-thick GaSb quantum well. The longitudinal and Hall resistivities show Shubnikov–de Haas oscillations and integer quantum Hall plateaus, respectively. These results establish a platform for realizing spin-based electronics using the strong spin–orbit interaction of this material and are also useful for understanding the transport properties of the two-dimensional topological insulator realized in InAs/GaSb double quantum well structures.

1.
P. S.
Dutta
,
H. L.
Bhat
, and
V.
Kumar
,
J. Appl. Phys.
81
,
5821
(
1997
).
2.
B. R.
Bennett
,
R.
Magno
,
J. B.
Boos
,
W.
Kruppa
, and
M. G.
Ancona
,
Solid-State Electron.
49
,
1875
(
2005
).
3.
C.
Merckling
,
X.
Sun
,
A.
Alian
,
G.
Brammertz
,
V. V.
Afanas'ev
,
T. Y.
Hoffmann
,
M.
Heyns
,
M.
Caymax
, and
J.
Dekoster
,
J. Appl. Phys.
109
,
073719
(
2011
).
4.
A.
Nainani
,
T.
Irisawa
,
Z.
Yuan
,
B. R.
Bennett
,
J. B.
Boos
,
Y.
Nishi
, and
K. C.
Saraswat
,
IEEE Trans. Electron Devices
58
,
3407
(
2011
).
5.
B. R.
Bennett
,
M. G.
Ancona
,
J. B.
Boos
,
C. B.
Canedy
, and
S. A.
Khan
,
J. Cryst. Growth
311
,
47
(
2008
).
6.
V.
Tokranov
,
P.
Nagaiah
,
M.
Yakimov
,
R. J.
Matyi
, and
S.
Oktyabrsky
,
J. Cryst. Growth
323
,
35
(
2011
).
7.
B. R.
Bennett
,
T. F.
Chick
,
M. G.
Ancona
, and
J.
Brad Boos
,
Solid-State Electron.
79
,
274
(
2013
).
8.
M.
Jeppsson
,
K. A.
Dick
,
H. A.
Nilsson
,
N.
Sköld
,
J. B.
Wagner
,
P.
Caroff
, and
L.-E.
Wernersson
,
J. Cryst. Growth
310
,
5119
(
2008
).
9.
Z.-X.
Yang
,
N.
Han
,
M.
Fang
,
H.
Lin
,
H.-Y.
Cheung
,
S.
Yip
,
E.-J.
Wang
,
T.
Hung
,
C.-Y.
Wong
, and
J. C.
Ho
,
Nat. Commun.
5
,
5249
(
2014
).
10.
Z.-X.
Yang
,
S.
Yip
,
D.
Li
,
N.
Han
,
G.
Dong
,
X.
Liang
,
L.
Shu
,
T. F.
Hung
,
X.
Mo
, and
J. C.
Ho
,
ACS Nano
9
,
9268
(
2015
).
11.
M.
Borg
,
H.
Schmid
,
J.
Gooth
,
M. D.
Rossell
,
D.
Cutaia
,
M.
Knoedler
,
N.
Bologna
,
S.
Wirths
,
K. E.
Moselund
, and
H.
Riel
,
ACS Nano
11
,
2554
(
2017
).
12.
M.
Razeghi
,
S.
Abdollahi Pour
,
E. K.
Huang
,
G.
Chen
,
A.
Haddadi
, and
B. M.
Nguyen
,
Opto-Electron. Rev.
19
,
261
269
(
2011
).
13.
C. L.
Kane
and
E. J.
Mele
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
146802
(
2005
).
14.
C. L.
Kane
and
E. J.
Mele
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
226801
(
2005
).
15.
B. A.
Bernevig
and
S.-C.
Zhang
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
106802
(
2006
).
16.
C.
Liu
,
T. L.
Hughes
,
X.-L.
Qi
,
K.
Wang
, and
S.-C.
Zhang
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
236601
(
2008
).
17.
K.
Suzuki
,
Y.
Harada
,
K.
Onomitsu
, and
K.
Muraki
,
Phys. Rev. B
87
,
235311
(
2013
).
18.
L.
Du
,
I.
Knez
,
G.
Sullivan
, and
R.-R.
Du
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
096802
(
2015
).
19.
S.
Müller
,
A. N.
Pal
,
M.
Karalic
,
T.
Tschirky
,
C.
Charpentier
,
W.
Wegscheider
,
K.
Ensslin
, and
T.
Ihn
,
Phys. Rev. B
92
,
081303
(
2015
).
20.
X.
Mu
,
G.
Sullivan
, and
R. R.
Du
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
012101
(
2016
).
21.
C. S.
Knox
,
C.
Morrison
,
F.
Herling
,
D. A.
Ritchie
,
O.
Newell
,
M.
Myronov
,
E. H.
Linfield
, and
C. H.
Marrows
,
Semicond. Sci. Technol.
32
,
104002
(
2017
).
22.
F.
Nichele
,
A. N.
Pal
,
P.
Pietsch
,
T.
Ihn
,
K.
Ensslin
,
C.
Charpentier
, and
W.
Wegscheider
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
036802
(
2014
).
23.
M.
Karalic
,
C.
Mittag
,
M.
Hug
,
K.
Shibata
,
T.
Tschirky
,
W.
Wegscheider
,
R.
Winkler
,
K.
Ensslin
, and
T.
Ihn
,
Phys. Rev. B
99
,
115435
(
2019
).
24.
L.
Hanks
,
M.
Hayne
,
A. R. J.
Marshall
, and
L.
Ponomarenko
,
J. Phys.: Conf. Ser.
964
,
012006
(
2018
).
25.
R. L.
Willett
,
L. N.
Pfeiffer
, and
K. W.
West
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
242107
(
2006
).
26.
T. M.
Lu
,
D. R.
Luhman
,
K.
Lai
,
D. C.
Tsui
,
L. N.
Pfeiffer
, and
K. W.
West
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
112113
(
2007
).
27.
S.
Sarkozy
,
K.
Das Gupta
,
F.
Sfigakis
,
I.
Farrer
,
H.
Beere
,
R.
Harrell
,
D.
Ritchie
, and
G.
Jones
,
ECS Trans.
11
,
75
(
2007
).
28.
S.
Sarkozy
,
K.
Das Gupta
,
C.
Siegert
,
A.
Ghosh
,
M.
Pepper
,
I.
Farrer
,
H. E.
Beere
,
D. A.
Ritchie
, and
G. A. C.
Jones
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
172105
(
2009
).
29.
A. N.
Pal
,
S.
Müller
,
T.
Ihn
,
K.
Ensslin
,
T.
Tschirky
,
C.
Charpentier
, and
W.
Wegscheider
,
AIP Adv.
5
,
077106
(
2015
).
30.
F.
Nichele
,
A. N.
Pal
,
R.
Winkler
,
C.
Gerl
,
W.
Wegscheider
,
T.
Ihn
, and
K.
Ensslin
,
Phys. Rev. B
89
,
081306(R)
(
2014
); and references therein.
31.
A.
Dobbie
,
M.
Myronov
,
R. J. H.
Morris
,
A. H. A.
Hassan
,
M. J.
Prest
,
V. A.
Shah
,
E. H. C.
Parker
,
T. E.
Whall
, and
D. R.
Leadley
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
172108
(
2012
).
32.
A.
Nainani
,
B. R.
Bennett
,
J. B.
Boos
,
M. G.
Ancona
, and
K. C.
Saraswat
,
J. Appl. Phys.
111
,
103706
(
2012
).
33.
L.
Xia
,
J. B.
Boos
,
B. R.
Benett
,
M. G.
Ancona
, and
J. A.
del Alamo
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
053505
(
2011
).
34.
R.
Winkler
,
Spin-Orbit Coupling Effects in Two-Dimensional Electron and Hole Systems
(
Springer
,
New York
,
2003
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.