鐵磁介質(zhì)與稀磁半導(dǎo)體的自旋相關(guān)光電特性研究.pdf

1、本文重點討論介質(zhì)中電子自旋性質(zhì)及其與電荷輸運的關(guān)系，這是自旋電子學(xué)研究的核心問題。介質(zhì)在外磁場中，電子能級發(fā)生塞曼分裂，自旋極化載流子發(fā)生躍遷和轉(zhuǎn)移。我們采用電學(xué)和光學(xué)方法分別研究了鐵磁和稀磁半導(dǎo)體介質(zhì)中的自旋極化的載流子的性質(zhì)。本文的主要工作如下：
　　 我們在實驗上研究了磁動力學(xué)過程與電荷輸運的關(guān)系，觀察到了發(fā)生在鐵磁體介質(zhì)中的光電壓效應(yīng)。它是介質(zhì)的體效應(yīng)，其物理根源是微波驅(qū)動的磁矩進動與微波電流的耦合。我們由此發(fā)展了自旋整

2、流效應(yīng)理論，很好的解釋了實驗上觀察到的鐵磁介質(zhì)中的光電壓、光電流、光電阻等現(xiàn)象。
　　 自旋整流效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為利用電學(xué)方法測量鐵磁介質(zhì)中的磁動力學(xué)過程(如鐵磁共振和自旋波)提供了全新的思路?；谠撛恚覀兩钊胗懻摿烁鞣N尺寸的鐵磁介質(zhì)在不同外磁場位形下的磁動力學(xué)過程。結(jié)合朗道栗弗席茨吉爾伯特方程和麥克斯韋方程邊界條件，我們系統(tǒng)闡述各類自旋波模式的動力學(xué)理論，解釋了在特殊位形下不均勻靜磁場區(qū)域中的局域模式及其與表面靜磁模之間的發(fā)展轉(zhuǎn)

3、化過程。
　　 根據(jù)自旋整流效應(yīng)，我們設(shè)計并制備出一種全新的探測射頻電磁波磁矢量的探測器，較已有的回路線圈磁場探測器，新的探測器能夠探測微波磁場矢量，并且實現(xiàn)在亞波長尺寸內(nèi)對微波的探測。本文從理論和實驗角度分別驗證這一探測器的工作原理和品質(zhì)。
　　 本文的第二部分內(nèi)容主要研究稀磁半導(dǎo)體中自旋極化電子的激發(fā)、轉(zhuǎn)移和復(fù)合等運動行為，它是自旋電子學(xué)的另一個重要的研究方向。本文采用磁光光譜方法，研究稀磁性半導(dǎo)體中自旋極化的載流子