Magneto-Raman spectroscopy of spin-density excitations in (001)-grown GaAs-AlGaAs quantum wells in the regime of the persistent spin helix
Magneto-Raman spectroscopy of spin-density excitations in (001)-grown GaAs-AlGaAs quantum wells in the regime of the persistent spin helix
复制标题
持久自旋螺旋区域内 (001) 生长的 GaAs-AlGaAs 量子阱中自旋密度激发的磁拉曼光谱
DOI：
10.1117/12.2320205
复制
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
C. Schüller
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Gelfert;C. Frankerl;C. Reichl;D. Schuh;G. Salis;W. Wegscheider;D. Bougeard;T. Korn;C. Schüller
我们在具有平衡的 Rashba 和 Dresselhaus 自旋轨道相互作用强度的 12 nm 宽 (001) 取向的 GaAs-AlGaAs 单量子阱样品中进行低能子带内自旋密度激发 (SDE) 的非弹性光散射实验。这种独特的对称性导致有效的自旋轨道场平行或反平行于特定的面内晶体方向，从而支持持久的自旋螺旋。这导致导带中子带内 SDE 的高度各向异性分裂。测量在反向散射几何中进行，其中 SDE 由自旋翻转子带内跃迁形成。通过倾斜样品实现波矢量转移到二维电子系统中。通过使用旋转台旋转样品，我们可以精确地绘制各向异性自旋分裂图，该分裂在各种晶体方向上表现为光谱的双峰线形状。在存在外部磁场的情况下，会发生固有自旋轨道场和外部磁场的叠加。我们通过基于 Lindhard-Mermin 线形的线形分析来分析我们的实验光谱，包括各向异性自旋分裂和外部磁场的影响。这使我们能够从观察中定量推导出自旋轨道参数、电子 g 因子和单粒子弛豫时间。
We present inelastic light scattering experiments on low-energy intrasubband spin-density excitations (SDE) in 12-nm-wide (001)-oriented GaAs-AlGaAs single quantum well samples with balanced Rashba and Dresselhaus spin-orbit interaction strengths. This unique symmetry causes an effective spin-orbit field either parallel or antiparallel to specific in-plane crystal directions, which supports the persistent spin helix. This results in a highly anisotropic splitting of intrasubband SDEs in the conduction band. Measurements are performed in backscattering geometry, where the SDE is formed by spin-flip intrasubband transitions. A wave-vector transfer into the two-dimensional electron system is realized by tilting the sample. By rotating the sample with a rotary stage, we can precisely map the anisotropic spin splitting, which appears for various crystal directions as a double peak line shape of the spectra. In the presence of external magnetic fields, a superposition of both, the intrinsic spin-orbit field and the external magnetic field, occurs. We analyze our experimental spectra via a lineshape analysis, based on the Lindhard-Mermin lineshape, including the effects of the anisotropic spin splitting and the external magnetic field. This allows us to quantitatively deduce the spin-orbit parameters, the electron g factor, and the single-particle relaxation time from our observations.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1103/physrevb.47.16028
发表时间：
1993-06
期刊：
Physical review. B, Condensed matter
影响因子：
--
作者：
Richards;Jusserand;Perić;Etienne
通讯作者：
Richards;Jusserand;Perić;Etienne
二维电子气中的耦合等离子体和单粒子激发
DOI：
--
发表时间：
1987
期刊：
影响因子：
--
作者：
Gerhard Fasol;N. Mestres;A. Fischer;K. Ploog
通讯作者：
K. Ploog
固体的光散射光谱
DOI：
--
发表时间：
1971
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Smith
通讯作者：
S. Smith
GaAs-AlGaAs 量子阱中持久自旋螺旋区域中自旋密度激发产生的非弹性光散射
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
作者：
Christoph Schoenhuber;M. Walser;G. Salis;C. Reichl;W. Wegscheider;T. Korn;C. Schueller
通讯作者：
C. Schueller
影响因子：
3.7
作者：
Kohda, M.;Lechner, V.;Ganichev, S. D.
通讯作者：
Ganichev, S. D.