Проявление полуметаллического состояния в циклотронном резонансе низкосимметричных квантовых ям на основе HgTe

Проведены измерения циклотронного резонанса в квантовых ямах HgTe/CdHgTe толщиной $21$ нм с различными кристаллографическими ориентациями плоскостей ям. Исследования показали, что в отличие от структур с ориентацией (001) ямы с ориентацией (013) находятся в полуметаллическом состоянии, а их спектры поглощения содержат линии циклотронного резонанса как электронов, так и дырок. Одновременное наблюдение двух типов носителей связано с перекрытием верхних подзон размерного квантования тяжелых дырок ($hh1$, $hh2$), которое обусловлено их сильным взаимодействием с интерфейсным состоянием Дьяконова–Хаецкого. Расчет, проведенный в рамках восьмизонного $kp$-гамильтониана, показал, что для известных зонных параметров перекрытия ветвей $hh2$ и $hh1$ не происходит в согласии с данными по циклотронному резонансу в структурах с ориентацией (001). Для объяснения перекрытия подзон в квантовых ямах HgTe с ориентацией, отличной от (001), предлагается механизм усиления взаимодействия тяжелых дырок с интерфейсными состояниями за счет присутствия ступенек на гетерогранице низкосимметричных квантовых ям.