Двойная квантовая яма в системе HgTe/CdHgTe со спектром двуслойного графена и проявляющиеся в ней особенности квантового магнитотранспорта

В работе выполнены исследования квантового эффекта Холла (КЭХ) в двойной квантовой яме (ДКЯ) HgTe/CdHgTe с туннельно-прозрачным барьером и энергетическим спектром, похожим на зонную структуру двуслойного графена. Получено экспериментальное доказательство существования туннельной щели между состояниями легких носителей – по наличию пика в магнитосопротивлении (МС) в параллельном слоям магнитном поле. В образце с дырочной проводимостью обнаружена нетрадиционная структура КЭХ: на плато с номером $i=2$ присутствует ярко выраженный пик, и склонам этого аномального пика соответствуют два пика продольного МС. При этом в значительно больших полях наблюдается устойчивый переход плато–плато 2–1, его положение соответствует существенно большей плотности дырок, чем это следует из картины КЭХ в малых полях. Мы интерпретируем аномальный пик как возвратный КЭХ между состояниями 2–1–2. Положение аномального пика устойчиво к ИК освещению и к наклону магнитного поля, хотя эти воздействия сильно влияют на его амплитуду. Из сопоставления с рассчитанной картиной магнитных уровней мы связываем аномальный пик с пересечением электроно-подобного и дырочно-подобного уровней в валентной зоне. Также мы связываем различие между величинами плотности дырок, определяемой в слабых полях и из перехода 2–1 в сильных, с эффектами перераспределения дырок между локализованными состояниями в боковых максимумах валентной подзоны и делокализованными в наложенных уровнях легких дырок.