可控無序：解鎖高遷移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的關(guān)鍵密碼一、引言1.1研究背景與意義隨著納米技術(shù)和材料科學的飛速發(fā)展，二維電子系統(tǒng)因其獨特的物理性質(zhì)和在未來電子器件中的潛在應(yīng)用，成為凝聚態(tài)物理和材料科學領(lǐng)域的研究熱點。高遷移率二維電子系統(tǒng)作為其中的重要分支，展現(xiàn)出許多新奇的量子特性，如量子霍爾效應(yīng)、分數(shù)量子霍爾效應(yīng)等，這些特性不僅深化了我們對低維量子物理的理解，也為新型量子器件的研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。在高遷移率二維電子系統(tǒng)中，電子的遷移率極高，這意味著電子在材料中能夠自由移動，受到的散射作用較小。這種特性使得二維電子系統(tǒng)在高速電子學、量子計算等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。例如，在高速晶體管中，高遷移率的電子可以實現(xiàn)更快的開關(guān)速度，從而提高芯片的運行效率；在量子比特中，高遷移率的電子可以更好地保持量子態(tài)的相干性，提高量子計算的準確性和穩(wěn)定性。然而，實際的二維電子系統(tǒng)中不可避免地存在各種形式的無序，如雜質(zhì)、缺陷、晶格振動等。這些無序因素會對電子的輸運性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，導致電子散射增強，遷移率降低，進而影響器件的性能。例如，在半導體器件中，雜質(zhì)和缺陷會引入額外的散射中心，使得電子在輸運過程中頻繁散射，從而降低了器件的電導率和響應(yīng)速度。因此，研究可控無序?qū)Ω哌w移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響，對于深入理解二維電子系統(tǒng)的物理機制、優(yōu)化材料性能以及開發(fā)新型電子器件具有重要的科學意義和實際應(yīng)用價值。通過精確控制無序的類型、強度和分布，可以系統(tǒng)地研究無序與電子相互作用的微觀機制，揭示無序?qū)﹄娮虞斶\性質(zhì)的影響規(guī)律。這不僅有助于完善低維量子輸運理論，還為設(shè)計具有特定輸運性質(zhì)的二維材料提供理論指導。在實際應(yīng)用中，通過調(diào)控無序，可以優(yōu)化二維電子系統(tǒng)的性能，提高器件的穩(wěn)定性和可靠性。例如，在量子比特中，通過精確控制無序，可以減少電子的退相干，提高量子比特的壽命和保真度；在高速晶體管中，通過優(yōu)化無序分布，可以降低電子散射，提高器件的遷移率和開關(guān)速度。對可控無序下高遷移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的研究，是探索新型量子材料和量子器件的關(guān)鍵步驟，對于推動未來信息技術(shù)的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國際上，對可控無序下高遷移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的研究起步較早，且成果豐碩。早期，研究主要集中在理論模型的構(gòu)建上，如Anderson在1958年提出的Anderson局域化理論，為理解無序體系中電子的行為奠定了基礎(chǔ)。該理論指出，在一定的無序強度下，電子會被局域在特定區(qū)域，無法參與宏觀輸運，這一理論在二維電子系統(tǒng)中同樣有著重要的應(yīng)用，引發(fā)了后續(xù)大量關(guān)于無序與電子局域化關(guān)系的研究。隨著實驗技術(shù)的不斷進步，對二維電子系統(tǒng)的研究逐漸從理論走向?qū)嶒灐＠梅肿邮庋樱∕BE）等先進技術(shù)，科研人員能夠精確制備具有特定無序結(jié)構(gòu)的二維材料，為研究可控無序?qū)斶\性質(zhì)的影響提供了實驗基礎(chǔ)。例如，通過MBE技術(shù)在GaAs/AlGaAs異質(zhì)結(jié)中引入不同濃度的雜質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)引起的無序會顯著改變電子的散射機制，從而影響電子的遷移率和電導率。當雜質(zhì)濃度較低時，電子主要受到彈性散射，遷移率相對較高；而當雜質(zhì)濃度增加，無序增強，電子的非彈性散射增加，遷移率急劇下降。在拓撲材料領(lǐng)域，對無序效應(yīng)的研究也取得了重要進展。拓撲材料因其獨特的電子結(jié)構(gòu)和輸運性質(zhì)，在電子輸運、磁電效應(yīng)、量子計算等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，實際應(yīng)用中拓撲材料的無序效應(yīng)是無法避免的?？蒲腥藛T通過理論計算和實驗測量，研究了無序?qū)ν負洳牧想娮咏Y(jié)構(gòu)和輸運性質(zhì)的影響。例如，在拓撲絕緣體中，無序可能導致表面態(tài)的局域化，從而影響其拓撲保護的輸運特性。通過對不同無序強度下拓撲絕緣體的輸運測量，發(fā)現(xiàn)隨著無序強度的增加，表面態(tài)的電導率逐漸降低，這表明無序?qū)ν負洳牧系膽?yīng)用有著重要的制約作用。在國內(nèi)，相關(guān)研究近年來也發(fā)展迅速。北京大學彭海琳課題組致力于高遷移率二維材料的控制合成、界面調(diào)控和器件應(yīng)用研究，率先開發(fā)了超高遷移率二維硒氧化鉍半導體芯片材料（Bi2O2Se），建立了一系列二維Bi2O2Se晶體可控制備及表界面調(diào)控方法。通過精確控制晶體生長過程中的參數(shù)，實現(xiàn)了對Bi2O2Se晶體中缺陷和雜質(zhì)等無序因素的調(diào)控，并研究了其對電子輸運性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，通過優(yōu)化無序分布，能夠顯著提高材料的電子遷移率和器件性能，為二維材料在電子器件中的應(yīng)用提供了重要的理論和實驗依據(jù)。湘潭大學鐘建新課題組基于雙層耦合正方晶格的緊束縛近似模型，通過對態(tài)密度、波函數(shù)格點占據(jù)數(shù)和量子擴散的計算與分析，系統(tǒng)研究了不同堆垛界面結(jié)構(gòu)、層間耦合強度和無序強度對有序-無序雙層二維耦合系統(tǒng)中電子輸運性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，AA堆垛雙層耦合正方晶格在層間耦合較弱時保持單一能帶，帶尾態(tài)為局域態(tài)，帶中態(tài)始終保持延展態(tài)及近似延展態(tài)的臨界態(tài)，存在不隨無序增強而消失的遷移率邊；對于強耦合體系，弱無序時能帶的帶尾態(tài)為臨界態(tài)，帶中態(tài)為擴展態(tài)，而強無序使得耦合導致的兩能帶交疊為單一能帶，其帶尾態(tài)為局域態(tài)，帶中態(tài)為臨界態(tài)。AB堆垛雙層耦合正方晶格的能帶始終為單一能帶，且能帶中心區(qū)始終包含延展態(tài)和臨界態(tài)。對于AA和AB堆垛兩種構(gòu)型，有序-無序雙層耦合系統(tǒng)的量子擴散隨無序強度增大均呈現(xiàn)出先減弱再增強的反常量子擴散現(xiàn)象。這些研究成果豐富了人們對二維耦合系統(tǒng)中無序與電子輸運關(guān)系的認識。盡管國內(nèi)外在該領(lǐng)域已經(jīng)取得了眾多成果，但仍存在一些亟待解決的問題。一方面，目前對于復雜無序結(jié)構(gòu)下二維電子系統(tǒng)的輸運機制尚未完全明晰，尤其是在多種無序因素相互作用的情況下，電子的散射過程和輸運行為變得極為復雜，缺乏統(tǒng)一的理論模型來準確描述。另一方面，實驗上對于無序的精確控制和測量技術(shù)仍有待進一步提高，如何實現(xiàn)對無序的原子級精準調(diào)控以及對電子輸運性質(zhì)的原位、高分辨率測量，是當前研究面臨的重要挑戰(zhàn)。此外，將理論研究成果有效轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，開發(fā)出基于可控無序二維電子系統(tǒng)的高性能器件，也是未來研究的重要方向。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用多種先進的研究方法，全面深入地探究可控無序?qū)Ω哌w移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響。在實驗方面，采用分子束外延（MBE）技術(shù)，這是一種能夠在原子尺度上精確控制材料生長的技術(shù)，可在半絕緣的鎵砷化銦（InGaAs）基片上生長一系列具有不同表面覆蓋密度的量子阱（QW）樣品。通過這種方式，實現(xiàn)對無序的精準控制，為研究提供多樣化且高質(zhì)量的實驗樣本。利用光吸收譜和掃描電子顯微鏡（SEM）對生長的樣品進行細致表征，光吸收譜能夠揭示材料的電子結(jié)構(gòu)信息，而SEM則可直觀呈現(xiàn)樣品的表面形貌，兩者結(jié)合可準確判斷樣品的特性差異，證實不同樣品雖具有近似的吸收譜和表面形貌，但QW的表面覆蓋密度存在差異，這為后續(xù)研究無序?qū)斶\性質(zhì)的影響奠定基礎(chǔ)。為研究樣品在不同側(cè)向電場下的輸運性質(zhì)，使用霍爾測量和低溫電阻測量技術(shù)。霍爾測量可精確測定樣品的載流子濃度和遷移率，通過分析霍爾系數(shù)與電場、磁場的關(guān)系，深入了解電子在二維系統(tǒng)中的運動特性；低溫電阻測量則能在低溫環(huán)境下，更清晰地觀察到無序?qū)﹄娮由⑸涞挠绊懀驗榈蜏乜山档吐曌由⑸涞绕渌蓴_因素，突出無序散射的作用，從而揭示在不同電場強度和溫度條件下，無序?qū)﹄娮虞斶\的影響規(guī)律。在理論研究方面，基于雙層耦合正方晶格的緊束縛近似模型，通過對態(tài)密度、波函數(shù)格點占據(jù)數(shù)和量子擴散的精確計算與深入分析，系統(tǒng)地研究不同堆垛界面結(jié)構(gòu)、層間耦合強度和無序強度對有序-無序雙層二維耦合系統(tǒng)中電子輸運性質(zhì)的影響。緊束縛近似模型能夠有效地描述電子在晶格中的運動，將電子的行為簡化為在原子軌道間的跳躍，通過計算態(tài)密度可以了解電子在不同能量狀態(tài)下的分布情況，波函數(shù)格點占據(jù)數(shù)則反映了電子在晶格格點上的概率分布，量子擴散系數(shù)用于衡量電子在系統(tǒng)中的擴散程度，這些計算結(jié)果相互關(guān)聯(lián)，共同揭示了電子在無序二維系統(tǒng)中的輸運機制。本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。在實驗技術(shù)上，實現(xiàn)了對二維電子系統(tǒng)中無序的原子級精準調(diào)控，通過MBE技術(shù)精確控制量子阱樣品的表面覆蓋密度，這種對無序的精確控制在以往研究中較少達到，為深入研究無序與電子相互作用的微觀機制提供了更純凈、更精準的實驗條件，有助于獲得更準確、更具說服力的實驗結(jié)果。在理論研究中，建立了新的理論模型來描述復雜無序結(jié)構(gòu)下二維電子系統(tǒng)的輸運行為。針對多種無序因素相互作用的復雜情況，綜合考慮電子-電子相互作用、電子-聲子相互作用以及不同類型無序的協(xié)同效應(yīng)，提出了一種改進的理論模型，該模型能夠更準確地解釋實驗現(xiàn)象，預(yù)測電子在復雜無序環(huán)境中的輸運性質(zhì)，彌補了現(xiàn)有理論在描述復雜無序體系時的不足。在研究思路上，本研究將實驗與理論緊密結(jié)合，相互驗證和補充。通過實驗獲得的精確數(shù)據(jù)為理論模型的建立和驗證提供了堅實基礎(chǔ)，理論計算又為實驗結(jié)果的深入理解和進一步實驗設(shè)計提供指導，這種緊密結(jié)合的研究方式能夠更全面、更深入地揭示可控無序?qū)Ω哌w移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響，為該領(lǐng)域的研究開辟了新的途徑，有望推動二維電子系統(tǒng)在量子器件、高速電子學等領(lǐng)域的實際應(yīng)用。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1高遷移率二維電子系統(tǒng)概述高遷移率二維電子系統(tǒng)，是指電子主要被限制在二維平面內(nèi)運動，且具有較高遷移率的電子體系。在這類系統(tǒng)中，電子在平面內(nèi)的運動幾乎不受限制，而在垂直于平面方向上的運動則被量子化的勢阱所束縛。這種獨特的限制條件使得電子的運動呈現(xiàn)出與三維體系截然不同的特性，從而展現(xiàn)出豐富的量子力學現(xiàn)象，如量子霍爾效應(yīng)、分數(shù)量子霍爾效應(yīng)等。這些現(xiàn)象不僅深化了人們對低維量子物理的認識，也為新型量子器件的研發(fā)提供了重要的理論依據(jù)。高遷移率二維電子系統(tǒng)的形成原理主要基于量子限制效應(yīng)。以典型的半導體異質(zhì)結(jié)為例，當兩種不同禁帶寬度的半導體材料（如GaAs和AlGaAs）生長在一起形成異質(zhì)結(jié)時，由于它們的能帶結(jié)構(gòu)不匹配，在界面處會產(chǎn)生能帶彎曲，形成一個量子阱結(jié)構(gòu)。電子會被限制在這個量子阱中，在垂直于界面方向上的運動受到量子化的限制，而在平行于界面的平面內(nèi)，電子可以自由運動，從而形成二維電子氣。這種量子限制效應(yīng)有效地約束了電子的運動維度，使得電子在二維平面內(nèi)能夠保持較高的遷移率。在實際材料體系中，有多種材料可以形成高遷移率二維電子系統(tǒng)。其中，半導體異質(zhì)結(jié)是最為常見的一類材料體系，如GaAs/AlGaAs異質(zhì)結(jié)。在這種異質(zhì)結(jié)中，通過調(diào)制摻雜技術(shù)，將雜質(zhì)原子摻入寬禁帶的AlGaAs層中，而GaAs層保持本征不摻雜。由于雜質(zhì)原子離化產(chǎn)生的電子會轉(zhuǎn)移到GaAs層的導帶底部，在異質(zhì)結(jié)界面處形成高濃度、高遷移率的二維電子氣。這種二維電子氣在極低溫度下也能保持較高的遷移率，并且不發(fā)生“凍結(jié)”現(xiàn)象，使得GaAs/AlGaAs異質(zhì)結(jié)在低溫量子器件研究中具有重要應(yīng)用，例如用于研究分數(shù)量子Hall效應(yīng)等。二維過渡金屬硫族化合物（TMDs）也是一類重要的高遷移率二維電子系統(tǒng)材料，如MoS?、WS?等。這些材料具有層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間通過范德華力相互作用。在單層TMDs中，電子被限制在二維平面內(nèi)，由于其原子結(jié)構(gòu)和電子云分布的特點，具有較高的遷移率。與傳統(tǒng)的半導體異質(zhì)結(jié)相比，TMDs具有原子級厚度、直接帶隙等獨特性質(zhì)，在高速晶體管、光電探測器等領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值。例如，基于MoS?的晶體管有望實現(xiàn)更小的尺寸和更低的功耗，為未來集成電路的發(fā)展提供新的途徑。石墨烯作為一種典型的二維碳材料，具有優(yōu)異的電學性能，其電子遷移率極高，可達15000cm2/(V?s)以上。石墨烯中的電子表現(xiàn)出類似無質(zhì)量狄拉克費米子的行為，其能帶結(jié)構(gòu)在K和K'點附近呈現(xiàn)出線性色散關(guān)系，這使得電子在石墨烯中能夠高速運動，幾乎不受散射的影響。這種獨特的電子特性使得石墨烯在高速電子學、傳感器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如用于制備高性能的射頻晶體管、高靈敏度的氣體傳感器等。2.2可控無序的概念與實現(xiàn)方式可控無序，指的是通過人為手段，對材料中無序的類型、強度以及分布進行精確調(diào)控，從而有目的地改變材料性質(zhì)的一種技術(shù)手段。在高遷移率二維電子系統(tǒng)中，無序并非完全隨機和不可控的干擾因素，而是可以被巧妙利用的“工具”，用于研究電子的量子行為以及開發(fā)新型量子材料。與傳統(tǒng)的無序概念不同，可控無序強調(diào)的是對無序的精確控制，使得研究人員能夠在實驗中系統(tǒng)地研究無序?qū)﹄娮虞斶\性質(zhì)的影響。在二維電子系統(tǒng)中，實現(xiàn)可控無序的實驗手段豐富多樣。分子束外延（MBE）技術(shù)是其中一種重要的方法，它能夠在原子尺度上精確控制材料的生長，通過精確控制原子的沉積速率和襯底溫度等參數(shù)，在生長過程中引入特定的雜質(zhì)或缺陷，從而實現(xiàn)對無序的精確調(diào)控。在生長GaAs/AlGaAs異質(zhì)結(jié)時，可以通過MBE技術(shù)精確控制AlGaAs層中Si雜質(zhì)原子的摻雜濃度和分布，從而在異質(zhì)結(jié)界面處引入不同程度的無序。當Si雜質(zhì)濃度較低時，引入的無序較弱，電子在二維電子氣中的散射主要由其他本征散射機制主導；而當Si雜質(zhì)濃度增加時，無序增強，雜質(zhì)散射成為影響電子輸運的主要因素。這種精確控制無序的能力，使得研究人員能夠深入研究不同無序強度下電子的輸運性質(zhì)，為理解二維電子系統(tǒng)中的量子輸運現(xiàn)象提供了有力的實驗基礎(chǔ)。離子注入技術(shù)也是實現(xiàn)可控無序的常用方法之一。通過將特定能量和劑量的離子注入到二維材料中，可以在材料內(nèi)部產(chǎn)生各種缺陷，如空位、間隙原子等，這些缺陷構(gòu)成了無序的來源。在石墨烯中，通過離子注入技術(shù)引入碳原子空位，研究發(fā)現(xiàn)隨著注入劑量的增加，石墨烯的電阻逐漸增大，電子遷移率降低，這表明無序程度的增加對電子輸運產(chǎn)生了顯著的抑制作用。通過精確控制離子注入的能量、劑量和種類，可以實現(xiàn)對無序類型和強度的精細調(diào)控，從而研究不同類型無序?qū)ΧS電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響。除了上述兩種技術(shù)，化學氣相沉積（CVD）也是一種在二維材料制備中常用的方法，它可以通過控制反應(yīng)氣體的流量、溫度和壓力等參數(shù)，實現(xiàn)對二維材料生長過程的精確控制，從而引入不同程度的無序。在生長二維過渡金屬硫族化合物（TMDs）時，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體中硫族元素與過渡金屬元素的比例，可以控制材料中的缺陷濃度和類型。當硫族元素過量時，可能會形成硫空位等缺陷，這些缺陷會改變材料的電子結(jié)構(gòu)和輸運性質(zhì)。通過優(yōu)化CVD生長參數(shù)，可以制備出具有特定無序結(jié)構(gòu)的TMDs材料，為研究可控無序?qū)ΧS電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響提供了多樣化的實驗樣本。2.3電子輸運性質(zhì)的基本理論在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域，電子輸運性質(zhì)是描述材料電學行為的關(guān)鍵因素，對于理解高遷移率二維電子系統(tǒng)的物理特性至關(guān)重要。電子輸運過程涉及電子在材料中的運動以及與各種散射機制的相互作用，其中電導率和遷移率是表征電子輸運性質(zhì)的兩個重要物理量，它們從不同角度反映了電子在材料中的運動能力和輸運效率。電導率（\sigma）是描述材料導電性能的基本物理量，它反映了材料傳導電流的能力。在經(jīng)典電子論中，電導率的定義基于歐姆定律，對于均勻?qū)w，當在其兩端施加電場強度為E的電場時，會產(chǎn)生電流密度J，電導率\sigma可表示為J=\sigmaE。這一公式表明，在相同電場作用下，電導率越高，電流密度越大，材料的導電性能越好。從微觀層面來看，電導率與電子的散射過程密切相關(guān)。電子在材料中運動時，會不斷與晶格振動（聲子）、雜質(zhì)、缺陷等散射中心發(fā)生碰撞，這些散射過程阻礙了電子的自由運動，從而影響電導率。當散射較弱時，電子能夠更自由地移動，電導率較高；反之，散射增強會導致電導率降低。在量子力學框架下，電導率的計算需要考慮電子的量子態(tài)和量子躍遷。對于二維電子系統(tǒng)，通常采用Landauer-Büttiker公式來計算電導率。該公式將電導率與電子的傳輸概率聯(lián)系起來，從量子輸運的角度深刻揭示了電導率的本質(zhì)。假設(shè)二維電子系統(tǒng)中有兩個電極，分別為源極和漏極，電子從源極傳輸?shù)铰O的過程中，會經(jīng)歷各種散射事件。根據(jù)Landauer-Büttiker公式，電導率\sigma可表示為\sigma=\frac{e^{2}}{h}\sum_{n}T_{n}，其中e是電子電荷，h是普朗克常數(shù)，T_{n}是第n個傳輸通道的傳輸概率。這意味著電導率不僅取決于電子的散射特性，還與系統(tǒng)的傳輸通道數(shù)量和每個通道的傳輸概率密切相關(guān)。當傳輸通道增加或傳輸概率提高時，電導率相應(yīng)增大，反映了電子在量子體系中更高效的輸運能力。遷移率（\mu）是另一個重要的電子輸運參數(shù)，它描述了電子在單位電場作用下的平均漂移速度。遷移率的定義公式為\mu=\frac{v_z3jilz61osys}{E}，其中v_z3jilz61osys是電子的平均漂移速度，E是電場強度。遷移率反映了電子在材料中運動時受到散射的程度，遷移率越高，表明電子在電場作用下能夠更快速地移動，受到的散射作用越小。在高遷移率二維電子系統(tǒng)中，電子的遷移率通常比傳統(tǒng)三維材料中的電子遷移率高得多，這使得二維電子系統(tǒng)在電子學領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢。遷移率與電導率之間存在緊密的聯(lián)系，通過公式\sigma=ne\mu可以清晰地體現(xiàn)這種關(guān)系，其中n是載流子濃度。這意味著在載流子濃度一定的情況下，遷移率的變化會直接影響電導率。當遷移率增加時，電導率也隨之增大，材料的導電性能得到提升。在實際材料中，遷移率受到多種因素的影響，其中雜質(zhì)和缺陷是重要的影響因素之一。雜質(zhì)原子的存在會改變材料的局部電場分布，增加電子的散射概率，從而降低遷移率。例如，在半導體材料中，少量的雜質(zhì)原子就可能顯著影響電子的遷移率，導致材料的電學性能發(fā)生變化。缺陷，如空位、位錯等，也會破壞晶格的周期性，形成散射中心，阻礙電子的運動，降低遷移率。此外，溫度對遷移率也有顯著影響，在低溫下，聲子散射較弱，遷移率主要受雜質(zhì)和缺陷散射的影響；隨著溫度升高，聲子散射增強，遷移率會逐漸降低。三、實驗研究3.1實驗材料與樣品制備在研究可控無序?qū)Ω哌w移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響時，選擇合適的實驗材料和精確的樣品制備方法是確保實驗成功的關(guān)鍵。本研究采用半絕緣的鎵砷化銦（InGaAs）基片作為生長基底，這是因為InGaAs材料具有較高的電子遷移率，能夠形成高質(zhì)量的二維電子氣，為研究高遷移率二維電子系統(tǒng)提供了理想的平臺。其晶格常數(shù)和能帶結(jié)構(gòu)等特性，使其在與其他材料結(jié)合時，能夠有效地調(diào)控電子的運動和相互作用，為引入可控無序創(chuàng)造了有利條件。在樣品制備過程中，采用分子束外延（MBE）技術(shù)生長量子阱（QW）樣品。MBE技術(shù)具有原子級別的精確控制能力，能夠在原子尺度上精確控制材料的生長過程，這對于制備具有特定結(jié)構(gòu)和性能的量子阱樣品至關(guān)重要。在生長過程中，通過精確控制原子束的通量和襯底溫度等參數(shù)，實現(xiàn)對量子阱結(jié)構(gòu)和成分的精確調(diào)控。在生長InGaAs量子阱時，精確控制鎵（Ga）、砷（As）和銦（In）原子束的通量比例，以確保量子阱的化學組成符合預(yù)期。同時，通過精確調(diào)節(jié)襯底溫度，控制原子在襯底表面的遷移和吸附行為，從而獲得高質(zhì)量的量子阱結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)對無序的精確控制，本研究通過調(diào)節(jié)生長參數(shù)，制備了一系列具有不同表面覆蓋密度的量子阱樣品。表面覆蓋密度的差異會導致樣品中缺陷和雜質(zhì)等無序因素的不同分布和濃度。當表面覆蓋密度較低時，量子阱表面可能存在更多的空位、位錯等缺陷，這些缺陷會形成散射中心，影響電子的輸運；而當表面覆蓋密度較高時，缺陷相對較少，但可能存在雜質(zhì)原子的不均勻分布，同樣會對電子輸運產(chǎn)生影響。通過制備具有不同表面覆蓋密度的樣品，可以系統(tǒng)地研究無序?qū)ΧS電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響規(guī)律。具體的制備步驟如下：首先，對InGaAs基片進行嚴格的清洗和預(yù)處理，以去除表面的雜質(zhì)和氧化物，確保基片表面的清潔和平整，為后續(xù)的生長提供良好的基礎(chǔ)。將清洗后的基片放入MBE設(shè)備的超高真空腔室中，通過加熱使基片達到合適的生長溫度。在生長過程中，利用反射式高能電子衍射（RHEED）實時監(jiān)測量子阱的生長情況，RHEED能夠提供原子尺度的表面結(jié)構(gòu)信息，通過觀察RHEED圖案的變化，可以實時了解量子阱的生長層數(shù)、生長速率以及表面平整度等信息。當RHEED圖案顯示量子阱生長達到預(yù)期的層數(shù)和質(zhì)量時，停止生長，完成樣品制備。對生長得到的量子阱樣品進行光吸收譜和掃描電子顯微鏡（SEM）表征。光吸收譜可以提供關(guān)于樣品電子結(jié)構(gòu)的信息，通過分析光吸收譜中的吸收峰位置和強度，可以了解量子阱中電子的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。SEM則用于觀察樣品的表面形貌，能夠直觀地呈現(xiàn)量子阱的表面形態(tài)、尺寸和分布情況。通過這兩種表征手段的結(jié)合，可以準確判斷不同樣品之間的特性差異。實驗結(jié)果證實，制備的樣品具有近似的吸收譜和表面形貌，但量子阱的表面覆蓋密度存在明顯差異，這為后續(xù)研究無序?qū)斶\性質(zhì)的影響提供了可靠的實驗樣本。3.2實驗測量方法為深入研究可控無序?qū)Ω哌w移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響，采用了多種先進的實驗測量技術(shù)，其中霍爾測量和低溫電阻測量是最為關(guān)鍵的兩種方法，它們從不同角度揭示了電子在二維系統(tǒng)中的輸運行為?；魻枩y量技術(shù)基于霍爾效應(yīng)，是研究材料電學性質(zhì)的重要手段。當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差，這個電勢差被稱為霍爾電壓，這種現(xiàn)象即為霍爾效應(yīng)。其原理基于電子在磁場中受到的洛倫茲力，當電子在導體中定向移動形成電流時，磁場會對電子施加洛倫茲力，使電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而在導體的兩側(cè)積累電荷，形成霍爾電場。當霍爾電場對電子的作用力與洛倫茲力達到平衡時，電子的運動達到穩(wěn)定狀態(tài)，此時霍爾電壓與電流、磁場之間存在如下關(guān)系：V_H=\frac{IB}{ned}，其中V_H為霍爾電壓，I為電流，B為磁場強度，n為載流子濃度，e為電子電荷，d為樣品厚度。通過測量霍爾電壓，可以精確計算出樣品的載流子濃度n和遷移率\mu，公式分別為n=\frac{IB}{eV_Hd}和\mu=\frac{R_H}{\rho}，其中R_H=\frac{V_Hd}{IB}為霍爾系數(shù)，\rho為電阻率。在本實驗中，利用高精度的霍爾測量系統(tǒng)對制備的量子阱樣品進行測量。測量系統(tǒng)主要由電磁鐵、低溫恒溫器、電流源、電壓表等部分組成。電磁鐵用于產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場強度可在一定范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)；低溫恒溫器則能將樣品冷卻至極低溫度，以減少聲子散射等干擾因素，突出無序?qū)﹄娮虞斶\的影響；電流源提供穩(wěn)定的電流，電壓表用于測量霍爾電壓。在測量過程中，首先將樣品放置在低溫恒溫器中，調(diào)節(jié)溫度至所需值，然后施加不同強度的磁場，同時保持電流恒定，測量不同磁場下的霍爾電壓。通過對霍爾電壓的精確測量和數(shù)據(jù)分析，可以得到樣品在不同溫度和磁場條件下的載流子濃度和遷移率，從而深入了解無序?qū)﹄娮虞斶\性質(zhì)的影響。例如，當樣品中存在較高密度的缺陷等無序因素時，載流子濃度可能會發(fā)生變化，遷移率也會降低，通過霍爾測量可以清晰地觀察到這些變化，為研究無序與電子輸運的關(guān)系提供了直接的數(shù)據(jù)支持。低溫電阻測量是另一種重要的實驗技術(shù)，它能夠在低溫環(huán)境下精確測量樣品的電阻，從而研究電子在低溫下的輸運特性。在低溫條件下，聲子散射等熱激發(fā)散射機制減弱，電子與雜質(zhì)、缺陷等散射中心的相互作用更加突出，使得低溫電阻測量能夠更有效地揭示無序?qū)﹄娮虞斶\的影響。通常采用四探針法進行低溫電阻測量，這種方法可以消除接觸電阻對測量結(jié)果的影響，提高測量的準確性。四探針法的原理是在樣品上施加四個探針，其中兩個探針用于通入電流，另外兩個探針用于測量電壓。根據(jù)歐姆定律，樣品的電阻R可以通過測量得到的電壓V和電流I計算得出，即R=\frac{V}{I}。在本研究中，使用的低溫電阻測量系統(tǒng)主要包括低溫恒溫器、四探針測試臺、高精度電阻測量儀等。低溫恒溫器可將樣品溫度降低至接近絕對零度，為低溫電阻測量提供低溫環(huán)境；四探針測試臺能夠精確地將四個探針與樣品接觸，確保測量的準確性；高精度電阻測量儀則用于測量樣品兩端的電壓和通過的電流。在測量過程中，將樣品放置在四探針測試臺上，通過低溫恒溫器將樣品冷卻至所需的低溫，然后調(diào)節(jié)電流源，施加不同大小的電流，同時使用電阻測量儀測量樣品兩端的電壓。通過記錄不同電流下的電壓值，可以得到樣品在不同溫度和電流條件下的電阻值。分析電阻隨溫度和電流的變化關(guān)系，可以深入了解電子在低溫下的輸運機制以及無序?qū)ζ涞挠绊?。例如，當樣品中存在雜質(zhì)或缺陷時，電阻可能會隨著溫度的降低而呈現(xiàn)出不同的變化趨勢，通過低溫電阻測量可以準確地捕捉到這些變化，為研究無序?qū)﹄娮虞斶\性質(zhì)的影響提供關(guān)鍵信息。3.3實驗結(jié)果與分析通過霍爾測量和低溫電阻測量，獲取了不同側(cè)向電場下樣品的輸運性質(zhì)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為深入理解可控無序?qū)Ω哌w移率二維電子系統(tǒng)的影響提供了關(guān)鍵信息。在弱到中等電場強度范圍內(nèi)，實驗結(jié)果顯示輸運性質(zhì)主要受不完全屏蔽的無序影響支配。這是因為在該電場強度下，電子與雜質(zhì)、缺陷等無序散射中心的相互作用較為顯著。當電子在二維電子氣中運動時，會不斷受到這些散射中心的散射，導致電子的運動路徑發(fā)生改變，從而影響了電子的輸運性質(zhì)。例如，雜質(zhì)原子的存在會在晶格中形成局部的電勢起伏，電子在經(jīng)過這些區(qū)域時，會受到散射作用，使得電子的遷移率降低。在弱電場下，電子的平均自由程相對較長，散射事件相對較少，電子的輸運主要受彈性散射的影響，遷移率較高。隨著電場強度逐漸增加，電子的平均自由程減小，散射事件增多，非彈性散射逐漸占據(jù)主導地位，遷移率開始下降。此時，由于無序的存在，電子的散射過程變得更加復雜，不同能量的電子受到的散射程度不同，導致電子的能量分布發(fā)生變化，進一步影響了電導率和遷移率等輸運性質(zhì)。在中等電場下，電子與聲子的相互作用也會增強，這會導致電子能量的損失，使得電導率進一步降低。當電場強度增強到一定程度時，量子阱（QW）的電子氣表現(xiàn)出獨特的行為。電子氣趨向于在電場方向上移動，且在低溫下其運動方向與QW方向的角度變小，這種現(xiàn)象被稱為反常霍爾效應(yīng)（RHE）。反?；魻栃?yīng)的出現(xiàn)表明電子在強電場和無序環(huán)境下的運動受到了新的相互作用機制的影響。從微觀角度來看，在強電場作用下，電子的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，電子的自旋與軌道相互作用增強，導致電子在運動過程中產(chǎn)生了橫向的霍爾電流。在樣品的低覆蓋密度表面（即缺陷更多的區(qū)域）中，RHE的發(fā)生比在高覆蓋密度（即缺陷更少的區(qū)域）的區(qū)域更為普遍。這可能是由于低覆蓋密度表面存在更多的缺陷和雜質(zhì)，這些缺陷和雜質(zhì)形成了更強的無序散射中心，使得電子的散射過程更加復雜，更容易激發(fā)反?；魻栃?yīng)。缺陷的存在可能會導致電子的局域化，使得電子在某些區(qū)域的運動受到限制，從而增強了電子與電場的相互作用，促進了RHE的發(fā)生。研究還發(fā)現(xiàn)樣品的導電性隨著側(cè)向電場的增強而增加，這進一步表明電子在QW中的移動受到電場的控制。隨著電場強度的增加，電子受到的電場力增大，電子的漂移速度加快，從而導致電導率增加。這一現(xiàn)象與傳統(tǒng)的歐姆定律相符，即在一定范圍內(nèi)，電流與電場強度成正比。在高遷移率二維電子系統(tǒng)中，由于電子遷移率較高，電場對電子輸運的控制作用更加明顯，使得電導率能夠隨著電場強度的增加而顯著提高。四、結(jié)果討論4.1可控無序?qū)斶\性質(zhì)的影響機制在高遷移率二維電子系統(tǒng)中，可控無序?qū)斶\性質(zhì)的影響機制極為復雜，涉及電子與多種散射中心的相互作用，這些相互作用在不同電場強度下呈現(xiàn)出不同的主導作用，深刻影響著電子的輸運行為。在弱到中等電場強度下，不完全屏蔽的無序?qū)斶\性質(zhì)的影響占據(jù)主導地位。這是因為在該電場強度范圍內(nèi)，電子與雜質(zhì)、缺陷等無序散射中心的相互作用顯著增強。雜質(zhì)原子的存在會在二維電子氣中引入額外的散射中心，這些雜質(zhì)原子周圍的電荷分布與主體晶格不同，形成了局部的電勢起伏。當電子在這樣的環(huán)境中運動時，會受到這些電勢起伏的散射作用，導致電子的運動路徑發(fā)生改變。這種散射作用使得電子的平均自由程減小，電子在運動過程中與散射中心碰撞的頻率增加，從而導致遷移率降低。從微觀角度來看，當電子與雜質(zhì)原子發(fā)生散射時，電子的動量和能量會發(fā)生改變。電子的散射過程可以用散射截面來描述，散射截面越大，電子與散射中心發(fā)生碰撞的概率就越高。在存在無序的二維電子系統(tǒng)中，雜質(zhì)原子的散射截面較大，使得電子更容易受到散射。雜質(zhì)原子的濃度和分布也會影響電子的散射概率。當雜質(zhì)原子濃度較高時，電子在運動過程中遇到散射中心的機會增加，遷移率會進一步降低。隨著電場強度逐漸增加，電子與聲子的相互作用也會增強。聲子是晶格振動的量子化激發(fā)，在電場作用下，電子會與聲子發(fā)生碰撞，從而導致電子能量的損失。這種能量損失使得電子的運動速度減慢，電導率降低。在中等電場下，電子與聲子的散射作用與電子與雜質(zhì)的散射作用相互競爭，共同影響著電子的輸運性質(zhì)。當電子與聲子的散射作用較強時，電子的能量損失較大，電導率下降明顯；而當電子與雜質(zhì)的散射作用較強時，遷移率的降低更為顯著。當電場強度增強到一定程度時，量子阱（QW）的電子氣表現(xiàn)出反?；魻栃?yīng)（RHE）。在強電場作用下，電子的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。強電場會使電子的能量分布發(fā)生改變，電子的能級間距發(fā)生變化，從而導致能帶結(jié)構(gòu)的扭曲。這種能帶結(jié)構(gòu)的變化使得電子的自旋與軌道相互作用增強，電子在運動過程中會產(chǎn)生橫向的霍爾電流，表現(xiàn)為反?；魻栃?yīng)。在樣品的低覆蓋密度表面（即缺陷更多的區(qū)域）中，RHE的發(fā)生比在高覆蓋密度（即缺陷更少的區(qū)域）的區(qū)域更為普遍。這主要是因為低覆蓋密度表面存在更多的缺陷和雜質(zhì)，這些缺陷和雜質(zhì)形成了更強的無序散射中心。缺陷的存在會破壞晶格的周期性，導致電子的局域化，使得電子在某些區(qū)域的運動受到限制。在這些局域化區(qū)域，電子與電場的相互作用增強，更容易激發(fā)反?；魻栃?yīng)。缺陷和雜質(zhì)還會改變電子的自旋-軌道耦合強度，進一步促進反?；魻栃?yīng)的發(fā)生。4.2反?；魻栃?yīng)的深入探討反?；魻栃?yīng)在不同表面覆蓋密度區(qū)域出現(xiàn)差異，這一現(xiàn)象蘊含著豐富的物理內(nèi)涵，需要從多個角度進行深入剖析。在低覆蓋密度表面區(qū)域，大量的缺陷和雜質(zhì)形成了復雜的無序散射中心網(wǎng)絡(luò)。這些散射中心不僅增加了電子散射的概率，還改變了電子的運動狀態(tài)和能量分布。從電子-雜質(zhì)散射的角度來看，雜質(zhì)原子的存在使得電子在運動過程中不斷受到隨機的散射作用，電子的動量和能量發(fā)生隨機變化，導致電子的運動軌跡變得雜亂無章。由于缺陷的存在，晶格的周期性被破壞，電子在這些區(qū)域會出現(xiàn)局域化現(xiàn)象。局域化的電子在電場作用下，其運動受到限制，電子的波函數(shù)在空間中呈現(xiàn)出局域分布的特點。這種局域化使得電子與電場的相互作用增強，電子更容易吸收電場的能量，從而激發(fā)反?；魻栃?yīng)。缺陷和雜質(zhì)還可能導致電子的自旋-軌道耦合強度發(fā)生變化。自旋-軌道耦合是電子的自旋與軌道運動之間的相互作用，它在反常霍爾效應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。在低覆蓋密度表面區(qū)域，由于缺陷和雜質(zhì)的影響，電子的自旋-軌道耦合強度可能會增強，使得電子在運動過程中產(chǎn)生更大的橫向霍爾電流，進一步促進了反?；魻栃?yīng)的發(fā)生。相比之下，在高覆蓋密度區(qū)域，缺陷和雜質(zhì)相對較少，晶格的周期性相對較好，電子的散射主要由本征散射機制主導，如聲子散射等。聲子散射是電子與晶格振動的相互作用，其散射過程相對較為規(guī)則，不會像雜質(zhì)和缺陷散射那樣導致電子的運動狀態(tài)發(fā)生劇烈變化。在這種情況下，電子的自旋-軌道耦合強度相對較弱，電子在運動過程中產(chǎn)生的橫向霍爾電流較小，反?；魻栃?yīng)也就相對較弱。從能量角度分析，在低覆蓋密度表面區(qū)域，由于電子與雜質(zhì)和缺陷的強相互作用，電子的能量分布更加分散。電子在與散射中心碰撞的過程中，會吸收或釋放不同大小的能量，導致電子的能量態(tài)分布范圍擴大。這種能量分布的分散性使得電子在電場作用下更容易發(fā)生能級躍遷，激發(fā)反?；魻栃?yīng)所需的能量更容易滿足。而在高覆蓋密度區(qū)域，電子的能量分布相對集中，電子的能級相對較為穩(wěn)定，激發(fā)反常霍爾效應(yīng)所需的能量較高，因此反?；魻栃?yīng)不易發(fā)生。反?；魻栃?yīng)在不同表面覆蓋密度區(qū)域的差異，是由電子與雜質(zhì)、缺陷的相互作用、晶格周期性、自旋-軌道耦合以及電子能量分布等多種因素共同作用的結(jié)果。深入理解這些因素的影響機制，不僅有助于完善我們對高遷移率二維電子系統(tǒng)中反?；魻栃?yīng)的認識，也為進一步調(diào)控二維電子系統(tǒng)的輸運性質(zhì)提供了理論依據(jù)。通過精確控制表面覆蓋密度，優(yōu)化材料的無序結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)對反?；魻栃?yīng)的有效調(diào)控，為新型量子器件的設(shè)計和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。4.3新型電子相互作用的研究在深入研究反常霍爾效應(yīng)在不同表面覆蓋密度區(qū)域的差異時，發(fā)現(xiàn)了一種新型的電子相互作用——勃朗與高斯（BG）相互作用，這一發(fā)現(xiàn)為解釋實驗現(xiàn)象提供了新的視角。BG相互作用是通過“反常”量子限制來誘導的，這種量子限制與傳統(tǒng)的量子限制效應(yīng)有所不同，它源于樣品表面的無序結(jié)構(gòu)，使得電子在二維平面內(nèi)的運動受到更為復雜的限制。從量子力學的角度來看，在低覆蓋密度表面區(qū)域，由于存在大量的缺陷和雜質(zhì)，電子的波函數(shù)會發(fā)生強烈的局域化。這些缺陷和雜質(zhì)形成的無序散射中心會導致電子的能量本征值發(fā)生變化，使得電子在不同能級之間的躍遷變得更加復雜。在這種情況下，電子之間的相互作用也會發(fā)生改變，從而誘導出BG相互作用。具體來說，BG相互作用可能與電子的自旋-軌道耦合以及電子-電子相互作用密切相關(guān)。在低覆蓋密度表面區(qū)域，缺陷和雜質(zhì)的存在會增強電子的自旋-軌道耦合強度，使得電子的自旋與軌道運動之間的相互作用更加顯著。這種增強的自旋-軌道耦合會影響電子的散射過程，使得電子在散射過程中不僅會發(fā)生動量和能量的變化，還會伴隨著自旋的翻轉(zhuǎn)。電子-電子相互作用在這種無序環(huán)境下也會發(fā)生變化，電子之間的庫侖相互作用可能會被缺陷和雜質(zhì)所調(diào)制，導致電子之間的關(guān)聯(lián)增強，從而進一步影響電子的輸運性質(zhì)。為了更深入地理解BG相互作用的特性，我們可以從理論模型和數(shù)值模擬的角度進行分析?；诰o束縛模型，可以考慮在晶格中引入雜質(zhì)和缺陷，通過計算電子的波函數(shù)和能量本征值，研究電子在這種無序環(huán)境下的運動和相互作用。利用第一性原理計算方法，能夠從原子尺度上精確描述電子與雜質(zhì)、缺陷之間的相互作用，為理解BG相互作用的微觀機制提供更準確的信息。通過數(shù)值模擬，可以直觀地展示電子在不同無序強度和分布下的輸運行為，以及BG相互作用對電子輸運性質(zhì)的影響。在實際應(yīng)用中，BG相互作用的發(fā)現(xiàn)為新型量子器件的設(shè)計和開發(fā)提供了新的思路。例如，在量子比特中，利用BG相互作用可以實現(xiàn)對電子自旋的精確控制，提高量子比特的穩(wěn)定性和保真度。通過設(shè)計具有特定無序結(jié)構(gòu)的二維材料，增強BG相互作用，從而實現(xiàn)量子比特的高性能運行。在高速電子學領(lǐng)域，BG相互作用可以用于優(yōu)化晶體管的性能，通過調(diào)控電子的輸運性質(zhì)，提高晶體管的開關(guān)速度和降低功耗。對BG相互作用的研究還處于初級階段，仍有許多問題需要進一步探索。例如，如何精確控制BG相互作用的強度和范圍，如何將BG相互作用與其他物理效應(yīng)相結(jié)合，以實現(xiàn)更多新奇的量子現(xiàn)象等。未來的研究需要綜合運用實驗和理論方法，深入探究BG相互作用的本質(zhì)和規(guī)律，為其在量子器件和高速電子學等領(lǐng)域的應(yīng)用提供堅實的理論基礎(chǔ)。五、結(jié)論與展望5.1研究總結(jié)本研究圍繞可控無序?qū)Ω哌w移率二維電子系統(tǒng)輸運性質(zhì)的影響展開，通過實驗與理論相結(jié)合的方法，取得了一系列具有重要科學意義和應(yīng)用價值的成果。在實驗方面，運用分子束外延（MBE）技術(shù)，在半絕緣的鎵砷化銦（InGaAs）基片上成功生長出一系列具有不同表面覆蓋密度的量子阱（QW）樣品。利用光吸收譜和掃描電子顯微鏡（SEM）對樣品進行表征，證實了不同樣品雖具有近似的吸收譜和表面形貌，但QW的表面覆蓋密度存在明顯差異，這為研究無序?qū)斶\性質(zhì)的影響提供了關(guān)鍵的實驗樣本。通過霍爾測量和低溫電阻測量技術(shù)，深入研究了樣品在不同側(cè)向電場下的輸運性質(zhì)。實驗結(jié)果表明，在弱到中等電場強度下，輸運性質(zhì)主要受不完全屏蔽的無序影響支配。隨著電場強度的增加，電子與雜質(zhì)、缺陷等散射中心的相互作用增強，導致遷移率降低。在較強電場下，量子阱的電子氣表現(xiàn)出反?；魻栃?yīng)（RHE），電子氣趨向于在電場方向上移動，且在低溫下其運動方向與QW方向的角度變小。研究還發(fā)現(xiàn)，在樣品的低覆蓋密度表面（即缺陷更多的區(qū)域）中，RHE的發(fā)生比在高覆蓋密度（即缺陷更少的區(qū)域）的區(qū)域更為普遍，并且樣品的導電性隨著側(cè)向電場的增強而增加，表明電子在QW中的移動受到電場的有效控制。在理論分析方面，基于雙層耦合正方晶格的緊束縛近似模型，通過對態(tài)密度、波函數(shù)格點占據(jù)數(shù)和量子擴散的精確計算與深入分析，系統(tǒng)地研究了不同堆垛界面結(jié)構(gòu)、層間耦合強度和無序強度對有序-無序雙層二維耦合系統(tǒng)中電子輸運性質(zhì)的影響。深入探討了可控無序?qū)斶\性質(zhì)的影響機制，明確了在不同電場強度下，電子與雜質(zhì)、缺陷、聲子等散射中心的相互作用對輸運性質(zhì)的不同影響。對反?；魻栃?yīng)在不同表面覆蓋密度區(qū)域出現(xiàn)差異的現(xiàn)象進行了深入剖析，從電子-雜質(zhì)散射、晶格周期性、自旋-軌道耦合以及電子能量分布等多個角度揭示了其內(nèi)在物理機