高温下III-V族半导体中的量子自旋霍尔效应：推动拓扑电子学发展

量子自旋霍尔效应（QSHE）是拓扑绝缘体的标志性特征，它能够实现无耗散的自旋极化边缘传输，并且已在多种二维材料中被预测存在。然而，诸如可扩展性有限、需低温运行以及缺乏稳定电子传输等挑战，阻碍了其实际应用。本文中，我们在InAs/GaInSb/InAs三层量子阱结构中实现了量子自旋霍尔效应，该结构可在较高温度下运行。该平台满足器件集成的关键标准，包括可扩展性、可重复性以及通过电场进行调控的能力。当费米能级位于能隙内时，我们在局域和非局域两种测量配置下均观察到与器件长度无关的量子化电阻值，从而证实了量子自旋霍尔效应的存在。螺旋边缘传输在高达60开尔文的温度下仍保持稳定，且有望在更高温度下运行。我们的研究结果表明，InAs/GaInSb系统是集成到利用拓扑功能的下一代器件中的理想候选，为拓扑电子学的发展奠定了基础。