GaAs量子阱中電子自旋弛豫的電子能量、濃度和自旋偏振度依賴研究.pdf

1、鐵磁金屬自旋電子器件，如GMR和自旋閥磁讀頭的巨大成功應(yīng)用，使人們認(rèn)識(shí)到了自旋電予器件的諸多優(yōu)點(diǎn)，如體積小，功耗低，信息不丟失等，促使人們考慮應(yīng)用半導(dǎo)體中電子自旋自由度，發(fā)展半導(dǎo)體自旋電子器件。然而，發(fā)展半導(dǎo)體自旋電子器件要解決的首要問題是實(shí)現(xiàn)電子自旋極化和控制自旋極化的弛豫。本文研究了電子能量、初始電予自旋極化度和電子濃度對(duì)GaAs/AlGaAs多量子阱中電子自旋極化弛豫的影響，以弄清量子阱中電子自旋弛豫的機(jī)制和獲取不同條件下自旋極化

2、弛豫時(shí)間常數(shù)。 本文利用橢圓偏振光泵浦一探測(cè)光譜技術(shù)研究了室溫下GaAs/AlGaAs多量子阱中自旋偏振馳豫時(shí)間和光生載流子濃度的依賴關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中觀察到自旋弛豫時(shí)間隨濃度的增加而增加，載流子復(fù)合時(shí)間隨濃度的增加而減小。根據(jù)DP機(jī)制，可知自旋馳豫時(shí)間與動(dòng)量馳豫成反比，再依據(jù)載流子濃度對(duì)動(dòng)量散射的非線性作用理論，可得到自旋馳豫時(shí)間與載流子濃度的依賴關(guān)系式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與該理論符合得很好。同時(shí)進(jìn)一步驗(yàn)證了橢圓偏振光泵浦一探測(cè)光譜技術(shù)的可

3、靠性。 研究了室溫下GaAs/AIGaAs多量子阱中自旋偏振馳豫時(shí)間和初始自旋偏振度之間的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中觀察到自旋弛豫時(shí)間隨初始自旋偏振度的增加而增加。這一結(jié)果與M.W.Wu等人考慮了Hartree-Fock項(xiàng)貢獻(xiàn)的理論計(jì)算較好符合。Hartree-Fock項(xiàng)貢獻(xiàn)正比于電子自旋極化度，其行為等效為一個(gè)有效磁場(chǎng)，改變自旋的運(yùn)動(dòng)．并與DP機(jī)制一起影響自旋弛豫。根據(jù)此理論，自旋弛豫時(shí)間正比于初始自旋偏振度。 研究了室溫下GaA