Temperature-driven single-valley Dirac fermions in HgTe quantum wells - Laboratoire Charles Coulomb (L2C) Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review B Année : 2017

Temperature-driven single-valley Dirac fermions in HgTe quantum wells

M. Marcinkiewicz
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Sandra Ruffenach
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  • PersonId : 995042
Aleksandr Kadykov
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Christophe Consejo
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Dmytro But
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Wilfried Desrat
Wojciech Knap
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A. V. Ikonnikov
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K. E. Spirin
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S. V. Morozov
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V. I. Gavrilenko
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N. N. Mikhailov
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S. A. Dvoretskii
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Frederic Teppe

Résumé

We report on the temperature-dependent magnetospectroscopy of two HgTe/CdHgTe quantum wells below and above the critical well thickness dc. Our results, obtained in magnetic fields up to 16 T and s temperature range from 2 to 150 K, clearly indicate a change in the band-gap energy with temperature. A quantum well wider than dc evidences a temperature-driven transition from topological insulator to semiconductor phases. At a critical temperature of 90 K, the merging of inter- and intraband transitions in weak magnetic fields clearly specifies the formation of a gapless state, revealing the appearance of single-valley massless Dirac fermions with a velocity of 5.6×105ms−1. For both quantum wells, the energies extracted from the experimental data are in good agreement with calculations on the basis of the eight-band Kane Hamiltonian with temperature-dependent parameters.
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hal-01583239 , version 1 (08-06-2021)

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Citer

M. Marcinkiewicz, Sandra Ruffenach, Sergey S. Krishtopenko, Aleksandr Kadykov, Christophe Consejo, et al.. Temperature-driven single-valley Dirac fermions in HgTe quantum wells. Physical Review B, 2017, 96 (3), pp.035405. ⟨10.1103/PhysRevB.96.035405⟩. ⟨hal-01583239⟩
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