Главная » Просмотр файлов » Автореферат

Автореферат (1145379), страница 3

Файл №1145379 Автореферат (Динамика спиновой когерентности в полупроводниковых наноструктурах) 3 страницаАвтореферат (1145379) страница 32019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В диссертации использован квантовомеханический подход, поскольку он дает хорошее описание процесса оптическоговозбуждения спиновой когерентности в квантовых ямах при малой мощностинакачки и в квантовых точках для любой мощности накачки.Вотсутствиимагнитногополягенерациядолгоживущейспиновойполяризации за время жизни триона происходит в меру спиновой релаксациинеспаренного носителя в трионе.

Действительно, если спин неспаренногоносителя в трионе живет дольше, чем время жизни триона, то послерекомбинации триона спиновое состояние резидентного носителя не будетотличаться от того, которое было до образования триона. В поперечноммагнитном поле происходит изменение взаимной ориентации спина резидентногоносителя и спина неспаренного носителя в трионе в результате прецессии. Этоприводит к появлению спиновой поляризации резидентных электронов или дырокпосле трионной рекомбинации, даже если спины носителей в трионах нерелаксируют. В этом случае, с ростом магнитного поля происходит постепенноеувеличение скорости прецессии спинов, что приводит к нарастанию амплитуды15долговременной поляризации.

Таким образом, даже в отсутствии спиновойрелаксации в трионе, приложение внешнего магнитного поля приводит квозникновению долгоживущей спиновой поляризации резидентных носителей.Кроме процессов генерации долгоживущей спиновой когерентности, в главе 4рассмотрена спиновая динамика и накопление спиновой поляризации поддействием последовательности оптических накачивающих импульсов. В этойглаве рассматривается только режим резонансного спинового усиления (РСУ).Для этого режима рассмотрено влияние различных эффектов: релаксация триона,ядерные спиновые флуктуации, анизотропия спиновой релаксации.

Показано, что,несмотря на возможную сложность формы сигналов РСУ, особенно в случаемедленной спиновой релаксации в трионе, теоретический анализ кривых РСУпозволяет определять различные физические характеристики спиновой системы,взаимодействующей со светом, с высокой точностью.В качестве иллюстрации на рисунке 4 показаны теоретическая (рис.4(a)) иэкспериментальная (рис.4(b)) кривые РСУ в большом диапазоне магнитныхполей. Совмещенные теоретическая и экспериментальная кривые, приведенныена рис.

4(a) и (b), показаны в меньшем диапазоне магнитных полей на рис.4(с).Хорошее совпадение теории и эксперимента позволяет надежно определитьследующие параметры: электронный g- фактор, g=0.557; разброс электронного gфактора, Δg=0.0019; период повторения лазерных импульсов, TR=13.143 нс; времярелаксации электронного спина, τs =55 нс; время излучательной рекомбинациитриона, τr=120пс; время релаксации спина дырки в трионе, τTs =2 нс; площадьимпульса, Θ = 0.056π (рис.

4(а) и на рис. 4(c) (нижняя кривая)). Параметры дляверхней теоретической кривой на рис. 4(c): g=0.553, Δg=0.002, TR=13.143 нс, τs=20 нс, τr=100пс, τTs =0.2 нс, Θ = 0.056π. Полученное при анализе кривых времяспиновой релаксации дырки составляет 2 нс при Т=2К, что много больше временижизни триона, поэтому этот эффект целиком обусловлен взаимной прецессиейэлектронного и дырочного спинов. Существенное сокращение времени жизниспина дырки с ростом температуры приводит к резкому изменению формысигнала РСУ, как это показано на рис. 4(с). Этот эффект иллюстрирует16проявление независимого от магнитного поля механизма спиновой поляризациирезидентных носителей.Теория(c)Эксперимент(b)T=6KРСУ (усл.ед.)РСУ (усл.ед.)(a)T=2KT = 2K-0.6-0.4-0.20.00.2B (T)0.40.6-0.040.000.04B (T)0.08Рис.4 (a) Теоретическая кривая, (b) экспериментально полученный сигнал РСУпри T=2K, при фиксированной задержке между импульсами накачки изондирования -60 пс.

(с) Сигнал РСУ при T=2K и 6K. Черные зашумленныекривые – экспериментальный сигнал, красные (серые) широкие кривые –теоретическая подгонка.Следует отметить, что, в отличие от подробно рассмотренных в главе 4механизмов создания спиновой когерентности, существуют другие механизмы,работающие при нерезонансном оптическом возбуждении [A22]. В этом случаеформа сигнала РСУ может сильно деформироваться.

Однако детальный анализпозволяет определить механизмы генерации и релаксации спиновой поляризацииносителей и получить соответствующую количественную информацию орелаксационных процессах.17Высокая чувствительность сигнала РСУ к небольшим изменениям магнитногополя позволяет исследовать взаимодействие с ядерной спиновой системой[A28,A29].В конце четвертой главы сформулированы условия, необходимые дляэкспериментальногонаблюдениясигналаРСУиприведеныфизическиевеличины, которые можно извлечь из анализа этих данных.В пятой главе рассмотрена долгоживущая спиновая динамика инакоплениеспиновойполяризацииподдействиемпоследовательностиоптических накачивающих импульсов в режиме синхронизации мод спиновойпрецессии (ССП) [A9,A13,A17,A19,A26,A27]. Вначале представлены основныехарактеристики режима синхронизации мод.

Показано, что у режима ССП естьдве главные особенности. Первая из них – фиксированная фаза спинового сигналаперед приходом очередного импульса накачки, которая не зависит от магнитногополя. Это отражает тот факт, что в сильно неоднородном ансамбле наиболееэффективнонакапливаетсяполяризацияспинов,прецессирующихссоизмеримыми частотами, кратными частоте следования импульсов, ωR.

Втораяхарактерная особенность заключается в восстановлении сигнала перед приходомследующего импульса накачки. Получены условия, необходимые для режимаССП. Кроме очевидного соотношения τs >> TR необходимо следующее:(1) Существенный разброс частот прецессии спинов носителей Δω ≥ 0.5ωR.Он может быть как результатом действия случайных ядерных полей, так иразбросом g-факторов. Такой разброс приводит к быстрой дефазировке спиновогосигнала с временем обратимой фазовой релаксации T∗2 ≤ TR/π, то есть быстрее,чемпериодследованияимпульсов.Этопроявляетсявхарактерномвосстановлении сигнала перед приходом очередного импульса накачки.(2) Накачивающий импульс должен быть достаточно интенсивным, то естьплощадь импульса, Θ, должна быть большой: Θ ≥ π/2.

В противном случаеразброс частот Δω ≥ 0.5ωR приведет только к затуханию спиновой поляризациибез последующего заметного восстановления перед приходом очередногоимпульса накачки.18Механизм возникновения РСУ и ССП является общим и основан нанакоплении спиновой поляризации носителей под действием периодическогооптического возбуждения. Главное отличие между этими режимами определяетсяотношением разброса частот ларморовой прецессии и частоты повторениялазерных импульсов: Δω/ωR.

Схематически это проиллюстрировано на рис. 5(a) и5(b) с помощью функции распределения частот прецессии спинового ансамбля вмагнитном поле. Моды прецессии, кратные ωR, показаны вертикальнымиштриховыми линиями.В режиме РСУ Δω<<ωR и в распределение ларморовых частот попадаеттолькооднамода(илидажениодной),удовлетворяющаяусловиюсинхронизации. Если положение моды совпадает с максимумом функциираспределения, как это показано на рис. 5(a), в спектре РСУ возникает максимум.Если перекрытие между функцией распределения и модой отсутствует, в спектреРСУ будет минимум.Рис.5.3. Функция распределения ларморовых частот спинового ансамбля(умноженная для удобства на2  ) для условий РСУ (a) и синхронизации мод(b).

(c) Диаграмма, схематически показывающая условия возникновения РСУ илисинхронизации мод.19Для режима ССП необходимо, чтобы в распределение частот прецессиивходили, как минимум, две моды. Таким образом, условием для этого режимаявляется неравенство: Δω ≥ ωR [см. рис. 5(b)]. Расчеты показывают, что переход крежиму ССП происходит уже при Δω = 0.5ωR, когда только хвосты функциираспределения ларморовых частот перекрываются с двумя соседними модами.Рисунок5(c)показываетобластьпараметров,вкоторыхмогутреализоваться разные режимы накопления спиновой поляризации. ПунктирнаякриваясоответствуетусловиюΔω=0.5ωR,котораяможетслужитьприблизительной границей между режимами РСУ и ССП. Действительно, еслиразброс g-фактора мал, распределение частот прецессии содержит только однумоду синхронизованной прецессии в широком диапазоне магнитных полей(выраженных через отношение ω0(B)/ωR).

Это соответствует режиму РСА, длякоторого пространство параметров расположено под кривой на рис. 5(c). Еслиразброс g-фактора большой, даже в слабом магнитном поле в распределениичастот содержится несколько синхронизованных мод и при эффективнойоптической накачке реализуется режим ССП. Это соответствует пространству надпунктирной кривой на рис.

5(c).Тот факт, что различие режимов РСУ и ССП определяется отношением Δω/ωR,позволяет осуществить переход между режимами с помощью изменениямагнитного поля. Это возможно для случая, когда разброс ларморовых частотопределяется разбросом g-фактора, Δg, поскольку в этом случае Δωg возрастаетлинейно с увеличением B. Результаты соответствующих расчетов для Δωg = 0.1ω0,где ω0 - средняя частота прецессии спинового ансамбля, представлены на рис. 6. Вмалых магнитных полях (|ω0/ωR| < 3) можно идентифицировать режим РСУ, прикоторых и фаза и амплитуда сигнала зависят от поля. В больших полях (|ω0/ωR| >5) осуществляется режим ССП, где эти величины больше не изменяются.200.4(a)РСУ SzbССПССП0.2230.014-0.2Фаза,  (рад.)(b)0--7 -6 -5 -4 -3 -2 -101234567 /RРис.

Характеристики

Список файлов диссертации

Динамика спиновой когерентности в полупроводниковых наноструктурах
Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее