本征量子阱和$p$型GaAs量子阱中Bir-Aronov-Pikus机制引起的自旋弛豫

顺磁性Ga（Mn）As量子阱中的电子自旋弛豫

Electron spin relaxation in paramagnetic Ga(Mn)As quantum wells

采用全微观动力学自旋Bloch方程方法研究了Ga（Mn）As量子阱中的电子自旋弛豫，其中明确地考虑了电子-杂质散射、电子-声子散射、电子-电子库仑散射、电子-空穴库仑散射、电子-空穴交换散射（Bir-Aronov-Pikus机制）以及$s$ - $d$交换散射. Elliot-Yafet机制也被纳入。从这个方法，我们研究了自旋弛豫在$n$型和$p$型Ga（Mn）As量子阱。对于$n$型Ga（Mn）As量子阱，当Mn离子占据间隙位置时，我们发现在金属区自旋弛豫总是由DP机制控制.有趣的是，Mn浓度依赖的自旋弛豫时间是非单调的，并表现出一个峰值。这是因为在非简并区和简并区，动量散射和非均匀展宽具有不同的密度依赖性。对于$p$型Ga（Mn）As量子阱，我们发现自旋弛豫时间与Mn浓度的关系也是非单调的，并出现一个峰值。这是因为在低（或高）温度下，$s$ - $d$交换散射（或Bir-Aronov-Pikus）机制主导了高Mn浓度区的自旋弛豫，而DP机制决定了低Mn浓度区的自旋弛豫. Elliot-Yafet机制在中温区也对自旋弛豫有贡献。由于DP机制的自旋弛豫时间随Mn浓度的增加，由于运动窄化，而由于自旋翻转机制的自旋弛豫时间随Mn浓度的减少，从而导致峰的形成。(The由于篇幅限制，其余部分省略）

Spin relaxation via exchange with donor impurity-bound electrons

At low temperatures, electrons in semiconductors are bound to shallow donor impurity ions, neutralizing their charge in equilibrium. Inelastic scattering of other externally-injected conduction electrons accelerated by electric fields can excite transitions within the manifold of these localized states. Promotion of the bound electron into highly spin-orbit-mixed excited states drives a strong spin relaxation of the conduction electrons via exchange interactions, reminiscent of the Bir-Aronov-Pikus process where exchange occurs with valence band hole states. Through low-temperature experiments…

p型掺杂GaAs表面的能量分辨电子自旋动力学

Energy-resolved electron-spin dynamics at surfaces of p-doped GaAs

利用自旋、时间和能量分辨的双光子光电子能谱研究了p型掺杂GaAs不同表面的电子自旋弛豫。这些结果进行了对比与散装的时间分辨法拉第旋转测量以及计算的Bir-Aronov-Pikus自旋翻转机制所获得的结果。由于在（100）表面处的能带弯曲区域中的空穴密度减小，自旋弛豫时间朝向较低能量增加超过两个数量级。在平带（011）表面，得到了与我们对体GaAs的测量和计算相一致的恒定自旋弛豫时间。

注入GaAs和GaN的电子的自旋寿命

Spin lifetimes of electrons injected into GaAs and GaN

GaAs和GAN中电子的自旋弛豫时间是用一个模型确定的，该模型包括声子和电离杂质的动量散射，以及Elliot-Yafet，D 'yakonov-Perel和Bir-Aronov-Pikus机制的自旋散射。使用从经验赝势得到的长程紧束缚哈密顿量产生的精确频带。推断的自旋弛豫寿命的温度依赖性与GaAs中的测量值一致。我们进一步表明自旋寿命随注入电子能量的增加而迅速减小，并在纵向光学声子能量处达到局部最大值。我们的计算预测，纯GAN中的电子自旋寿命在所有温度下都比GaAs中长约3个数量级，这主要是由于较低的自旋轨道相互作用和较高的导带态密度。

超热电子在GaAs表面的自旋和能量弛豫

Spin- and energy relaxation of hot electrons at GaAs surfaces

综述了半导体中自旋弛豫的机制，并对p型杂质半导体中普遍存在的自旋弛豫机制，即电子-空穴交换相互作用引起的自旋弛豫作了较深入的介绍。结果表明，玻尔兹曼型动力学方程的解决方案，使人们能够获得定量的结果，自旋弛豫半导体，超越原来的Bir-Aronov-Pikus弛豫率近似。利用表面灵敏双光子光电子能谱技术的实验结果表明，p掺杂GaAs中电子在半导体/金属表面的自旋弛豫时间比相应的体自旋弛豫时间长几倍。这些结果的理论解释方面的孔在表面的带弯曲区域中的减少的密度。

GaAs $_{1-x}$ Bi $_x$中的电子自旋弛豫：Bi掺入对自旋轨道调谐的影响

Electron spin relaxation in GaAs$_{1-x}$Bi$_x$: Effects of spin-orbit tuning by Bi incorporation

本文从微观自旋动力学Bloch方程出发，研究了具有Bi组分的$n$型和本征GaAs $_{1-x}$ Bi $_x$ $0\le x \le 0.1$中的电子自旋弛豫. Bi的掺入显着降低自旋弛豫时间作为修改的自旋-轨道相互作用的结果。我们证明了GaAs $_{1-x}$ Bi $_x$中自旋弛豫时间的密度和温度依赖性与GaAs中的类似。同时，在本征样品中，Bir-Aronov-Pikus机制与D 'yakonov-Perel'机制相比可以忽略不计.由于没有直接测量的电子有效质量在整个组成范围内的调查，我们进一步探讨了电子自旋弛豫的电子有效质量的可能变化的效果。

高迁移率二维电子系统中自旋退相对初始自旋极化的依赖性

Dependence of spin dephasing on initial spin polarization in a high-mobility two-dimensional electron system

利用时间分辨法拉第旋转和时间分辨克尔旋转研究了GaAs/ Al_{0.3} Ga_{0.7} As单量子阱中高迁移率二维电子系统的自旋动力学。通过将初始自旋极化从低P区增加到几个百分点的显著P，我们发现自旋退相时间$T_2^\ast$从约20 ps增加到200 ps;此外，在小自旋极化下，$T_2^\ast$随温度增加，而在大自旋极化下，随温度降低.所有这些特征与Weng和Wu的理论预测[Phys. Rev. B { \bf 68}，075312（2003）]很好地一致。在固定的电子密度作为自旋极化的函数进行测量，以进一步证实的理论。通过建立和数值求解动力学自旋Bloch方程，包括D 'yakonov-Perel'和Bir-Aronov-Pikus机制，并明确地包括{ \em all}散射，进行了完全微观的计算.我们再现了实验的所有主要特征，即，随着$P$的增加，自旋退相急剧减少，并且在不同的自旋极化下，自旋退相与温度相关。

体材料GaAs中电子自旋翻转的Pauli阻断

Pauli blockade of the electron spin flip in bulk GaAs

利用强光抽运下的时间分辨光学取向，实验测定了非掺杂GaAs中电子自旋翻转时间（t_sf）与k的关系。当电子动能从2变化到30 meV时，t_sf单调减小一个数量级以上。在所报道的实验的高激发密度和低温下，导带电子的主要自旋翻转机制是Bir-Aronov-Pikus。通过蒙特卡罗模拟，我们证明了相空间填充效应导致自旋翻转的阻塞，产生随激发密度增加的t_sf。这些效果得到的值t_sf高达30纳秒，在k=0，最长的报告自旋弛豫时间在未掺杂的GaAs在没有一个磁场。

GaAs中空穴交换作用的电子动力学

Electronic Dynamics Due to Exchange Interaction with Holes in Bulk GaAs

本文研究了p型掺杂GaAs中电子-空穴交换相互作用（Bir-Aronov-Pikus机制）引起的电子自旋动力学。我们讨论在何种条件下，这种机制的自旋弛豫时间是，在原则上，访问实验技术，特别是2-光子光电发射，但也法拉第/克尔效应测量。我们给出了数值结果的自旋弛豫时间的范围内的p型掺杂密度和温度。然后，我们超越弛豫时间近似和数值计算自旋相关的电子动力学，包括自旋翻转电子空穴交换散射和自旋守恒载流子库仑散射的玻尔兹曼散射积分的水平。我们表明，电子动力学偏离简单的自旋弛豫动力学的电子激发在高能量的热化不发生快于自旋弛豫时间。我们还提出了一个推导的屏蔽的电子-空穴交换散射的影响，并得出结论，它可以被忽略的情况下的GaAs，但可能成为重要的窄隙半导体。

自组装InAs/GaAs量子点的应变调谐激发耦合理论

Theory of strain tunning exction coupling in self-assembled InAs/GaAs quantum dots

利用Bir-Pikus模型，解析地推导了InAs/GaAs自组装量子点中激子精细结构分裂（FSS）在外加应力作用下的变化.我们发现，FSS的变化主要是由于应变引起的价带混合和价导带耦合。应变下激子的极化角由电子-空穴非对角交换积分的幅角决定。该理论与赝势的经验计算符合得很好。

初始自旋极化对高迁移率二维电子系统自旋退相和电子g因子的影响

Effect of initial spin polarization on spin dephasing and electron g factor in a high-mobility two-dimensional electron system

本文用时间分辨法拉第旋转（TRFR）方法研究了GaAs-Al $_{0.3}$ Ga $P$ As单量子阱中高迁移率二维电子系统（2DES）的自旋动力学。从$P\sim 0$到$P\sim 30$ %，我们观察到自旋退相时间$T_2^\ast$增加了一个数量级，从大约20 ps到200 ps，与Weng和Wu的理论预测很好地一致[Phys. Rev. B { \bf 68}，075312（2003）]。此外，通过在Voigt组态中施加外部磁场，还发现电子$g$因子随着$P$的增加而减小。考虑D 'yakonov-Perel'和Bir-Aronov-Pikus机制，通过数值求解动力学自旋Bloch方程，进行了完全微观计算，再现了实验的最显著特征，{ \em，即}，随着$P$的增加，自旋退相的急剧降低和电子$g$因子的适度降低。我们发现，这两个结果主要是由Hartree-Fock贡献的库仑相互作用。

$[001]$ GaAs/AlGaAs量子阱中高迁移率二维电子系统中电子自旋退相的大磁各向异性探测

Detection of large magneto-anisotropy of electron spin dephasing in a high-mobility two-dimensional electron system in a $[001]$ GaAs/AlGaAs quantum well

在时间分辨法拉第旋转实验中，我们在掺杂$n$调制的GaAs/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As单量子阱中探测到电子自旋退相时间的面内各向异性。SDT用施加在GaAs量子阱的$[110]$和$[1\bar{1}0]$面内晶体方向上的$B\le 1$ T的磁场测量。对于沿$[1\bar{1}0]$的场，我们发现SDT比垂直方向大约2倍。考虑D'yakonov-Perel '和Bir-Aronov-Pikus机制，通过数值求解动力学自旋Bloch方程，进行了全微观计算，定量地再现了实验结果。这种数据的定量分析使我们能够确定我们样本中Rashba和Dresselhaus项的相对优势。此外，我们可以估计在$[110]$ {\em inplane}方向上排列的自旋的SDT为几纳秒的量级，这比在垂直{\em inplane}方向上的大两个数量级。

声学声子引起的低维激子的自旋动力学

Spin dynamics of low-dimensional excitons due to acoustic phonons

采用基于$4\times4$ Luttinger哈密顿量的多带模型研究了量子阱、量子线和量子盘中激子与声学声子相互作用的自旋动力学。我们还使用Bir-Pikus哈密顿量来模拟激子与纵向声学声子和横向声学声子的耦合，从而为我们提供了一个现实的框架，以确定激子的自旋动力学的细节。我们使用分数维公式来模拟激子波函数，我们明确地证明了自旋弛豫时间随维数的减少。数值计算结果与GaAs/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As材料系统的自旋弛豫时间的实验结果一致。我们发现，在涉及声学声子的激子自旋弛豫过程中，纵向和横向声学声子同样重要。