半磁性半導体中のスピンダイナミックス

半磁性半导体中的自旋动力学

• 批准号: 11125207
• 负责人: 南 不二雄
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11125207/
• 关键词: フェムト秒光パルス; スピン; 顕微分光; 量子ビート; 半磁性半導体; レーザー分光; 量子ドット; 励起緩和

磁性イオンを含む半導体においては局在磁性イオンと電子、正孔間の大きな交換相互作用により、巨大ファラデー効果などのスピンが関係した興味ある現象が観測できる。母体の半導体の次元を下げて量子井戸構造や量子箱構造を取らせたときに、量子閉じ込め効果により電子、正孔が磁性イオン間の相互作用がどのように変化し、かつ電子、正孔のダイナミックスに影響するかに興味を持って研究を行なった。まず半導体中のスピンダイナミックスを調べる新しい方法であるスピンビート法の有効性を調べるために、磁性イオンを含まない低次元系であるGaSeにこの方法を適用した。その結果、この方法は半導体中のスピンダイナミックスを調べる有効な方法であることが判明した。次にCdMnTe量子ドット中のスピンダイナミックスを調べるために、顕微分光法と時間分解分光法を組み合わせた測定系を作成した。その結果、磁性イオンであるMnがCdTe中に存在するとこの系の励起子系の位相緩和時間は十分低温でも著しく短いことが判明した。この原因としては、磁性イオンのスピンの遥動により励起子系のスピンも揺らぎその結果位相緩和が速やかに起こってしまうことが考えられる。さらにより直接的に電子、正孔が磁性イオン間の相互作用を調べる方法として有望であると思えるフェムト秒光パルスを用いた2パルス干渉法および時間分解ファラデー回転分光法の開発も試み、実際にZnSe、ZnMnSeやCdMnTeで励起緩和過程の研究にこれらの方法を使用した。また、GaMnAsのMCDの測定も行い、この系の電子状態がGaAsのバンド構造を基にしては解釈が難しいことを示した。

Magnetic イ オ ン を containing む semiconductor に お い て は bureau in magnetic イ オ ン と electron and hole is の big き な exchange interaction に よ り, huge フ ァ ラ デ ー unseen fruit な ど の ス ピ ン が masato is し た tumblers あ る phenomenon が 観 measuring で き る. Under the maternal の semiconductor の dimensional を げ て quantum well opens tectonic や box structure を take ら せ た と き に, quantum closed じ 込 め unseen fruit に よ り electronics, hole is が magnetic イ オ の interaction between ン が ど の よ う に - し, か つ electron and hole is の ダ イ ナ ミ ッ ク ス に influence す る か に tumblers を hold っ て を line な っ た. ま ず semiconductor の ス ピ ン ダ イ ナ ミ ッ ク ス を adjustable べ る new し い method で あ る ス ピ ン ビ ー の ト method have sharper sex を adjustable べ る た め に, magnetic イ オ ン を containing ま な い low dimensional system で あ る GaSe に こ の way を applicable し た. そ の results, こ の way は semiconductor の ス ピ ン ダ イ ナ ミ ッ ク ス を adjustable べ る have sharper な method で あ る こ と が.at し た. In time に CdMnTe quantum ド ッ ト の ス ピ ン ダ イ ナ ミ ッ ク ス を adjustable べ る た め に, 顕 differential method と time breakdown spectrometry を group み close わ せ た measurement system を made し た. そ の results, magnetic イ オ ン で あ る Mn が に in CdTe す る と こ の is の excitation screwdriver is の phase time は very low temperature で も the し く short い こ と が.at し た. こ の reason と し て は, magnetic イ オ ン の ス ピ ン の remote dynamic に よ り excitation screwdriver is の ス ピ ン も 揺 ら ぎ そ の results phase ease が speed や か に up こ っ て し ま う こ と が exam え ら れ る. さ ら に よ り に electron and hole is directly が magnetic イ オ の interaction between ン を adjustable べ る method と し て could で あ る と think え る フ ェ ム ト second light パ ル ス を with い た 2 パ ル ス dry involved method お よ び time breakdown フ ァ ラ デ ー back planning spectrometry の open 発 も み, be interstate に ZnSe, ZnMnSe や CdMnTe で excitation に の ease process research The <s:1> method を uses を た. Determination of ま た, GaMnAs の MCD の も い, こ の is の electronic state が GaAs の バ ン ド tectonic を base に し て は solution 釈 が difficult し い こ と を shown し た.

项目成果

H. Ito, T. Takano, F. Minami, S. Nagao, H. Gotoh: "Type-II Photoluminescence from GaP/A1P/GaP quantum wells under hydrostatic pressure"Phys. Stat. Solidi (b). 211. 63-67 (1999)

H. Ito、T. Takano、F. Minami、S. Nagao、H. Gotoh：“静水压力下 GaP/A1P/GaP 量子阱的 II 型光致发光”Phys。

T. Kuroda, Y. Yamauchi, F. Minami: "Spin beats of anisotropic excitons in GaSe"J. Lumin. (in press).

T. Kuroda、Y. Yamauchi、F. Minami：“GaSe 中各向异性激子的自旋拍频”J。

A.Hasegawa,F.Minami: "Spectral diffusion within exciton line In GaSe"J. Lumin.. 83-84. 127-130 (1999)

A.Hasekawa，F.Minami：“GaSe 中激子线内的光谱扩散”J。

S. Matsushita, A. Ianda, F. Minami: "Light propagation in two-dimensional photonic crystals illuminated by a tightly focused laser beam"Superlattices and Microstructures. 25. 347-350 (1999)

S. Matsushita、A. Ianda、F. Minami：“紧密聚焦激光束照射的二维光子晶体中的光传播”超晶格和微结构。

T.Kuroda,N.Hasegawa,F.Minami,Y.Terai,S.Kuroda,K.Takita: "Microphotoluminescence spectra of CdTe and CdMnTe self-organized quantum dots"J. Lumin.. 83-84. 321-324 (1999)

T.Kuroda，N.Hasekawa，F.Minami，Y.Terai，S.Kuroda，K.Takita：“CdTe和CdMnTe自组织量子点的显微光致发光光谱”J。