歪み超格子構造によるピコ秒偏極電子ビームの生成

通过应变超晶格结构产生皮秒偏振电子束

• 批准号: 10138101
• 负责人: 中西 彊
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10138101/
• 关键词: 電子スピン; 偏極度; 偏極電子ビーム源; 歪み超格子半導体; レーザー光; フォトカソート; ピコ秒電子ビーム; スピン緩和時間

本研究課題について1998年度には以下のような進展があった。(1) Mainz大学との国際共同研究として彼等の偏極電子源装置を用いて我々の作製した2種類(GaAs/AlGaAsおよびInGaAs/AlGaAs)の超格子構造フォトカソードを2ピコ秒幅のレーザーで励起し約8ピコ秒幅の偏極電子ビームを真空中へ取り出すことができた。この偏極電子ビームの強度および偏極度プロファイルを1ピコ秒の分解能で測定することにより,2つの物理量(励起直後の最大電子偏極度とスピン緩和時間)を決めることができた。このデータを解析することにより次の2つの結論を世界で初めて実験により証明することができた。(1) 超格子を構成する物質の選択により励起直後の最大電子偏極度が決められること。(2) 超格子結晶内での減偏極は確認されたものの数%以下と元々の偏極度(70%〜85%)に比べて小さいことである。(3) 最大偏極度を決める機構が重い正孔と軽い正孔間のバンド混合であることを強く示唆している。(2) 大阪府立大学の装置を用いて同じ2種類の超格子フォトカソードを8ピコ秒幅のレーザー光で励起した後のフォトルミネッセンスの円偏光度を測定した。その結果スピン緩和時間はいずれも室温で(70〜90)ピコ秒であることが判明し,(1)の(2)から求めたスピン緩和時間と矛盾しないことがわかった。(3) 新しい超格子構造として価電子帯のBand Offsetが大きく伝導帯のBand Offsetが小さくできるGaAs/GaAsP超格子フォトカソードの試作を行ない,偏極度≧80%,量子効率≧0.3%という有望な性能を目論み通りに得ることができた。

This research topic was developed in 1998. (1)Mainz University's international joint research has developed a new method for manufacturing two types of (GaAs/AlGaAs and InGaAs/AlGaAs) superlattice structures, with an excitation amplitude of about 8 ° C. The intensity of the polarization electron polarization is determined by the resolution energy of 1 second, and the physical quantity of 2 seconds (the maximum electron polarization after excitation) is determined. 2. The world is beginning to see the light of day (1)The maximum electron deflection after excitation is determined. (2)The decrease in polarization in the superlattice crystal is confirmed to be less than a few percent of the original polarization (70%~ 85%), which is smaller than that of the crystal. (3)The maximum deviation degree is determined by the mechanism, and the maximum deviation degree is determined by the mechanism. (2)Osaka Prefectural University's equipment is used to measure the polarization of two types of superlattice light sources with an 8-second amplitude. The result is that the relaxation time is different from the room temperature (70 ~ 90). (3)The band offset of the new GaAs/GaAsP superlattice structure is larger than the band offset of the conduction band. The bias is greater than 80%, and the quantum efficiency is greater than 0.3%.

项目成果

W.Zhen 他6名: "Spin Dependent Luminescence of GaAs Thin Layer Under Tensile Strain and Compressive Strain Incluced by Interface Stress" Japanese Journal of Applied Physics. 37. 854-857 (1998)

W.Zhen 等 6 人：“GaAs 薄层在界面应力下的拉伸应变和压缩应变下的自旋相关发光”日本应用物理学杂志 37. 854-857 (1998)。