Electrical spin injection and detection in lateral all-semiconductor devices
首次在单晶片、全半导体、GaAs基横向自旋电子器件中实现了自旋极化电子的电注入和探测，该器件采用p+-（Ga，Mn）As/n+-GaAs铁磁江崎二极管作为自旋对准接触。通过江崎隧穿将自旋极化空穴转换成自旋极化电子在自旋注入效率的偏置依赖性中留下了印记，其最大值达到相对高的50%。
2008-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Ambipolar spin diffusion and D'yakonov-Perel' spin relaxation in GaAs quantum wells
我们报告了半导体中双极自旋扩散的理论和实验研究。在80 K下，用圆偏振激光脉冲激发GaAs多量子阱样品中的自旋极化载流子。扩散的电子和自旋密度同时测量使用空间和时间分辨泵浦探测技术。两个制度的自旋极化电子的扩散观察。最初，自旋扩散的速率类似于密度扩散的速率，并且由双极扩散系数控制。在稍后的时间，自旋扩散相对于密度扩散显著减慢，并且似乎由非恒定（减小）的自旋扩散系数控制。我们认为，自旋密度的长时间行为可以理解为一个不均匀的自旋弛豫率，它随着密度的降低而增长。自旋弛豫速率的行为与载流子间库仑散射限制的D 'yakonov-Perel'弛豫模型一致。
2009-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density dependence of spin relaxation in GaAs quantum well at room temperature
利用时间分辨圆偏振泵浦-探测光谱技术研究了室温下本征GaAs量子阱中电子自旋弛豫与载流子密度的关系。结果表明，自旋弛豫时间在较低密度区随密度的增加而增加，其中线性D 'yakonov-Perel'自旋-轨道耦合项占主导地位;当密度较大时，自旋弛豫时间随密度的增加而减小，立方D 'yakonov-Perel'自旋-轨道耦合项占主导地位.这些特征与Lü { \em et al.}的理论预测一致。[Phys. Rev. B { \bf 73}，125314（2006）]。一个完全微观计算的基础上数值求解动力学自旋布洛赫方程与D 'yakonov-Perel'和Bir-Aronov-Pikus机制，再现自旋弛豫的密度依赖性非常好。
2008-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ultrafast Optical Response of a High-Reflectivity GaAs/AlAs Bragg Mirror
研究了用于全光开关的高反射率GaAs/AlAs布拉格反射镜对光抽运的超快响应。克尔非线性和自由载流子非线性都是在100 fs、780 nm脉冲、0.64 kJ/m^2和0.8 kJ/m^2的能量密度下产生的。在皮秒时间尺度上，反射镜在931 nm处的绝对透射率从0.0024%增加到0.065%，增加了27倍。这些结果表明，高反射率的超快开关镜的量子光学和光通信应用的潜力。提出了一种在半导体镜材料带隙以下泵浦的结构设计。对这种结构的理论计算表明，开关比高达2200，对应于从0.017%切换到37.4%的传输。
2004-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Calculation of conduction-to-conduction and valence-to-valence transitions between bound states in (In,Ga)As/GaAs quantum dots
本文计算了（In，Ga）As/GaAs量子点中最多三个电子或空穴的束缚态的电导-电导和价-价吸收谱。出现了几个特征：（i）在纯（非合金）InAs/GaAs点中，1 S-1P_1和1 S-1P_2导带内跃迁分别沿[1 \bar 10]和[110]完全面内极化，而价带内跃迁由于空穴P态不显示任何面内择优取向而弱极化。(ii)在合金化的In_{0.6} Ga_{0.4} As/GaAs点中，由于两个1 P态被合金涨落混合，相应的1 S-1 P导带内跃迁的[110]和[1 \bar 10]极化被削弱。价带内跃迁的极化对合金涨落的变化不敏感。(iii)对于沿[001]方向偏振的光，我们发现一个强的价-价跃迁，其中包含一个弱限制的空穴态，具有主要的光空穴特征。(iv)当用少量电子给点充电时，传导带内跃迁显示约1-2 meV的光谱位移。这些变化是相关效应（通过构型相互作用捕获）的结果，并且在Hartree-Fock近似中没有很好地描述。(v)当充电的点与孔，价带内光谱比导电带内光谱更复杂的空穴状态的强烈影响，自旋轨道耦合，和配置混合更明显。光谱变化不再能被明确地识别。这些预测可以在n掺杂和p掺杂量子点的单点光谱中进行测试。
2006-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of spin accumulation in a p-type GaAs quantum well
我们报告的实验中，自旋极化电流注入到一个$GaAs$量子阱通过一个AlAs的障碍从$GaMnAs$铁磁电极。通过测量电流如何隧穿到第二个$GaMnAs$铁磁电极来检测GaAs阱中产生的自旋极化，该电流取决于其磁化方向。我们的结果可以解释$GaAs$阱中化学势的非弛豫自旋分裂，即自旋积累。我们讨论了在GaAs中的空穴自旋弛豫时间的条件，需要获得我们观察到的大的效果。
2002-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Spin Coherence in n-GaAs Produced by Ferromagnetic Proximity Polarization
我们发现，光激发电子在n-GaAs外延层中快速（< 50 ps）自旋反转，由于邻近的外延铁磁金属。MnAs/GaAs和Fe/GaAs结构之间的比较表明，这种相干自旋极化分别与它们的磁化方向反平行和平行。此外，GaAs核自旋是动态极化的，其符号由自发电子自旋取向决定。在Fe/GaAs中，核超精细和外加磁场之间的竞争导致电子自旋进动完全猝灭。
2002-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of the Spin Accumulation at the Interface Between a Spin-Polarized Tunnel Junction and a Semiconductor
本文报道了Co/Al $_2$ O $_3$ /GaAs界面的自旋注入实验。在0.34 nA的电流密度下，横向磁场的施加在界面处引起高达1.2 mV的大电压降$ΔV$。$μm^{-2}$。这表示自旋累积信号的急剧增加，远高于通过铁磁体/半导体界面的自旋注入的理论预测。这样的增强是一致的顺序隧穿过程通过位于附近的Al $_2$ O $_3$ /GaAs界面的局域态。对于自旋极化载流子，这些状态充当自旋寿命大的累积层。一个模型，考虑到自旋寿命和逃逸隧穿时间的载流子旅行回到铁磁接触准确再现的实验结果。
2011-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Gate-controlled nuclear magnetic resonance in an AlGaAs/GaAs quantum Hall device
本文研究了带有侧栅的AlGaAs/GaAs量子霍尔器件中的核磁共振（NMR）探测。电子和核自旋之间的超精细相互作用的强度通过使用侧栅极电压相对于极化核自旋调谐二维电子系统的位置来调制。在半导体器件中，通过门调谐技术系统地控制NMR频率。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge and spin transport over record distances in GaAs metallic n-type nanowires : I photocarrier transport in a dense Fermi sea
我们研究了用氢化物气相外延法（HVPE）在Si衬底上生长的n型金属GaAs纳米线（掺杂水平约为10^17 cm^-3）中的电荷和自旋输运。这是通过用紧密聚焦的圆偏振光激发纳米线并通过监测强度和圆偏振光谱作为距激发点的距离的函数来完成的。自旋极化的光电子在近带隙光谱中产生了一个明确的特征，与主线不同，这是由于费米海的自旋非极化电子与相同的少数光空穴的复合。在2（微）米的距离，只有主线仍然存在，这意味着光电子已经达到了费米海的电荷热力学平衡。然而，尽管在相应能量的强度谱中不存在线，但在谱中的相同能量处仍然观察到圆偏振，这意味着光电子保持了它们的自旋取向，并且两个自旋库保持不同。作为到激发点的距离的函数的调查表明，取决于激发功率，20%的光电子自旋极化可以在超过20（微）m的记录距离上传输。这一发现对n型掺杂纳米线的长距离自旋输运具有潜在的应用价值。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
All-optical generation and detection of sub-picosecond ac spin current pulses in GaAs
在室温和90K下，利用两束圆偏振的锁相超快激光脉冲驱动单光子和双光子激发产生的量子干涉，在GaAs体材料和量子阱中产生了亚皮秒交流自旋电流脉冲.电流脉冲的动力学检测光学实时监测和高分辨率泵浦探测技术的电子的真实空间纳米级运动。
2008-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-electrical spin injection and detection in the Co2FeSi/GaAs hybrid system in the local and non-local configuration
我们展示了在Co2 FeSi/GaAs混合系统中使用横向输运结构的自旋极化电子的电注入和检测。自旋阀签名和特征Hanle曲线观察到在非本地和本地配置。局域自旋阀信号的相对大的幅度和高的信噪比归因于在良好有序的L21相的Co2 FeSi的费米能级处的大的自旋极化。
2013-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized transport in GaMnAs multilayers
本文计算了含有多个类金属铁磁层的GaMnAs/GaAs异质结中空穴气横向输运的自旋相关迁移率。的电子结构得到自洽考虑到直接库仑Hartree和交换相关项，除了sp-d交换与Mn磁矩的相互作用。
2001-05-08 cond-mat.mtrl-sci
The sign of electron g-factor in GaAs(1-x)N(x) measured by using the Hanle effect
在室温下测量了稀氮合金GaAs{0.979}N{0.021}中导带内自由电子和深顺磁中心电子的有效g因子的正号。g因子的符号已确定从在横向磁场（汉勒效应）中的边缘光致发光的去极化的不对称性在倾斜入射的激发辐射和发光的夹角检测。在圆偏振光的带间吸收作用下，自由电子产生倾斜的自旋极化，顺磁中心对自由自旋极化电子的捕获与自旋相关，从而获得自旋极化.测得的汉勒曲线是两条线的叠加，窄和宽，与宽度~400 G和~50000 G，由于本地化和自由电子的去极化，分别出现。在测量的Hanle曲线的不对称性的大小和方向已被发现依赖于部分贡献的光致发光的重和轻的空穴子带分裂的GaAs{1-x}N{x}膜生长在GaAs衬底上的单轴变形。考虑到在所研究的应变样品中，轻空穴子带位于重空穴子带之上，我们扩展了光学取向理论，计算了光电子倾斜自旋极化的激发谱和圆极化发光谱。结果已被进一步用于计算的Hanle曲线的形状作为一个函数的激发和注册的能量，以及入射角和检测角，并比较理论与实验。
2008-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circular photogalvanic effect induced by monopolar spin orientation in p-GaAs/AlGaAs MQW
在（100）取向的$p$ -GaAs/AlGaAs量子阱中，在远红外辐射的正入射下观察到了圆形光电流效应（CPGE）。结果表明，单极光学自旋自由载流子的取向导致电流，其方向反转后，从左到右的圆偏振辐射的变化。在正常入射的CPGE和线性光电流效应的发生表明所研究的多层异质结构的点对称性降低。CPGE可以用来分别研究电子和空穴的自旋极化以及量子阱的对称性。
2000-08-01 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Determination of spin polarization in InAs/GaAs self-assembled quantum dots
研究了InAs自组装量子点系综中电子的自旋极化。一个统计的自旋能级的人口的方法允许一个推断的自旋极化从测量值的附加能量。从磁电容谱数据，作者发现了一个完全极化的电子自旋系综高于10 T时，$\mathbf{B}\parallel[001]$和在2.8 K。最后，通过包括g-张量各向异性的自旋极化与磁场$\mathbf{B}$取向和强度的角度依赖性可以确定。
2008-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Optical and electrical spin injection and spin transport in hybrid Fe/GaAs devices
讨论了Fe/GaAs自旋输运器件中电子非平衡自旋极化的成像方法。通过扫描磁光克尔旋转显微镜研究了光注入和电注入的自旋分布。相关的方法被用来证明电自旋检测的光注入的自旋极化电流。从Hanle效应的研究中推断了自旋输运的动力学性质，并讨论了应变对这些器件中自旋输运数据的影响。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau quantization in buckled monolayer GaAs
利用发展的广义紧束缚模型，同时考虑了单层GaAs的屈曲结构、多轨道化学键、自旋-轨道耦合、电场和磁场，研究了单层GaAs的磁电性质.通过磁量子化在费米能级附近诱导出三组自旋极化朗道能级，研究了它们的初始能量、简并度、能级间距、磁场依赖性和自旋极化.朗道态概率描述的振荡模式，本地化中心，和节点的占主导地位的/次要的轨道进行了分析，并讨论了它们的能量依赖的变化。给出的态密度直接反映了自旋极化LL峰的结构、高度、数目和频率等LL能谱的主要特征。电场引起了单调/非单调LL能量色散、LL交叉、能隙调制、相变和自旋分裂增强。通过相图详细讨论了基于磁场和电场竞争的复杂能隙调制和相变。场控带隙调制和相变对顶栅和相变电子器件的设计具有重要意义。这些预测的磁电性能可以通过扫描隧道光谱测量进行验证。
2017-05-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Observation of Terahertz Spin Hall Conductivity Spectrum in GaAs with Optical Spin Injection
本文首次在室温下观测了GaAs中的太赫兹自旋霍尔电导率谱，利用高精度太赫兹偏振测量技术解析了光学注入自旋极化电子的逆自旋霍尔效应，揭示了其主要起源从直流下的杂质散射向太赫兹下的内禀Berry曲率机制的转变。
2024-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Light-induced inverse spin Hall effect and field-induced circular photogalvanic effect in GaAs revealed by two-dimensional terahertz Fourier analysis
本研究利用太赫兹脉冲作为偏置场，通过二维傅里叶分析揭示GaAs中场致圆光电流效应在光伏霍尔响应中的主导作用，并阐明其增强机制，为探测拓扑单极子提供新途径。
2025-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Triggering and probing of phase-coherent spin packets by time-resolved spin transport across an Fe/GaAs Schottky barrier
时间分辨电自旋输运被用来产生和探测GaAs中的自旋电流。我们使用高带宽的电流脉冲注入相位相干自旋包从Fe到n-GaAs。通过时间分辨的法拉第旋转，我们证明了自旋注入一个明确定义的相位通过观察多个拉莫尔进动周期。我们还表明，自旋进动的光学产生的自旋包在n-GaAs可以探测电自旋极化的光电流脉冲。注射和检测实验不是彼此的直接倒数。特别是，我们发现，由光电流脉冲产生的界面自旋积累起着至关重要的作用，在时间分辨的电自旋检测。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding model of spin-polarized tunnelling in (Ga,Mn)As-based structures
用Landauer-Buettiker方法结合紧束缚转移矩阵方法描述了最近的实验结果：（Ga，Mn）As基三层膜的高隧穿磁电阻（TMR）和p-（Ga，Mn）As/n-GaAs齐纳二极管的高极化自旋注入.对于TMR和Zener自旋电流极化，计算值与实验观察到的一致。研究了载流子浓度和磁性离子含量对自旋相关隧穿的影响。
2005-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Real-time modelling of Optical orientation in GaAs: generation and decay of the degree of spin polarization
我们提出了一个实时的从头计算描述的光学取向在体GaAs由于耦合与超短圆偏振激光源。正确地再现了自旋极化电子在导带中的注入，并且出现了平行于激光传播方向（$z$）的非零自旋极化（$\mathbf{P}$）。详细分析了$\mathbf{P}(t)$的产生和演化过程。单$\mathbf{k}$点动力学是绕固定轴的进动运动，具有恒定的$|\mathbf{P}|$和固定的频率。相反，$\mathbf{k}$积分信号仅示出时间相关的$P_z(t)$，并且由于退相干而在激光泵浦结束后几皮秒衰减。退相干的出现是因为由泵浦激活的个体贡献引起相消干涉。我们解释的\emph{free induction decay}几年前提出的机制方面的结果。对于第一次，我们能够再现这样的效果在一个完整的从头算的方式，给出了相关的衰变时间的定量估计。我们的结果也显示了一个可能的解释，在许多实时从头计算模拟观察到的自旋磁化强度的时间衰减。
2020-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory Spin Polarization and Magneto-Optic Kerr Effect in Fe3O4 Thin Films on GaAs(001)
利用铁磁邻近极化（FPP）效应和磁光克尔效应（MOKE）研究了GaAs（001）衬底上外延的Fe_3O_4薄膜的自旋特性。FPP和MOKE显示相对于Fe3O4膜厚度的振荡，并且振荡足够大以引起反复的符号反转。我们将这种振荡行为归因于Fe3O4薄膜中形成的自旋极化量子阱态。费米能级附近的t2g态的量子限制为FPP和MOKE振荡的类似厚度依赖性提供了解释。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Control of Drifting Electrons using Local Nuclear Polarization in Ferromagnet/Semiconductor Heterostructures
我们展示了在GaAs沟道中局部控制移动电子自旋旋转的方法。当自旋被拖曳通过在MnAs/GaAs界面处产生的自旋极化核的区域时，光注入自旋的拉莫尔频率被调制。由原子核产生的有效场利用铁磁邻近极化效应进行光学或电学控制。自旋旋转也通过控制载流子穿过极化区域的时间来调谐。我们证明相干自旋旋转超过4 π弧度在运输过程中。
2010-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced magnetization reversal in a (Ga,Mn)As-based magnetic tunnel junction
本文报道了在p-GaAs（001）衬底上用分子束外延方法制备的铁磁隧道结（Ga，Mn）As/AlAs/（Ga，Mn）As的电流感生磁化反转。当激励电流为10^6 A/cm ^2时，磁阻的变化与电流方向不对称。研究了非极化和自旋极化分量的贡献，我们得出结论，部分磁化反转发生在磁化强度较小的（Ga，Mn）As层中，自旋极化隧穿电流为10^5 A/cm^2。
2004-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic anisotropy of singly Mn-doped InAs/GaAs quantum dots
本文报道了在纵向和垂直于光轴的磁场中，Mn单原子掺杂的InAs/GaAs量子点的显微光致发光谱。在这两种情况下，正三离子（X+）的光谱特征被发现分裂成强圆偏振分量，在垂直磁场中的效果非常令人惊讶。场致分裂归因于Mn杂质产生的中性受主复合物A0的横向塞曼分裂，而圆形光学选择规则则是由于p-d交换作为一个非常强的纵向磁场抑制量子点重空穴基态的横向场的自旋混合。自旋相互作用的理论模型，其中包括（i）的局部应变各向异性所经历的受主能级和（ii）的各向异性交换，由于偏离中心的Mn位置提供了一个非常好的协议与我们的观察。
2009-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Robustness of n-GaAs Carrier Spin Properties to 5 MeV Proton Irradiation
现代电子设备利用电荷来传输和存储信息。这使得信息容易受到外部影响，如辐射，这可能会引入短时间尺度的电荷波动，并长期降低电子特性。将信息编码为自旋极化为电子逻辑提供了一种有吸引力的替代方案，该电子逻辑应该对随机极化的瞬态辐射效应具有鲁棒性。作为抗辐射自旋电子器件的初步步骤，我们测量的n-GaAs的自旋特性作为辐射通量的函数，使用时间分辨克尔旋转和光致发光光谱。我们的研究结果表明，在长期的电子自旋性质的变化，以1 × 10 $^{14}$（5兆电子伏质子）/厘米$^2$的能量密度，即使是由两个数量级的发光减少温和到可以忽略不计。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolithic integration of optically anisotropic GeSe-based films on GaAs by templated solid-phase epitaxy
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
本研究开发了利用SnSe缓冲层和偏角GaAs衬底的异位固相外延方法，实现了单取向GeSe薄膜的集成，使各向异性响应提升2倍，为偏振敏感技术提供了新集成途径。
2026-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Spin injection through the depletion layer: a theory of spin-polarized p-n junctions and solar cells
建立了自旋极化{ \it p-n}结中自旋电荷输运的漂移扩散模型，并对一组基于GaAs的实际材料参数进行了数值求解。它表明，自旋极化可以注入通过耗尽层的少数和多数载流子，使全半导体器件，如自旋极化太阳能电池和双极晶体管的可行性。自旋极化{ \it p-n}结允许自旋极化电流产生、自旋放大、自旋极化的电压控制以及自旋扩散范围的显著扩展。
2001-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A spin Esaki diode
我们证明了电电子自旋注入通过带间隧穿在铁磁/半导体半导体江崎二极管。在反向偏压下，铁磁p ~+-（Ga，Mn）As与n ~+-GaAs之间的带间隧道结允许电子从（Ga，Mn）As的价带自旋极化隧穿到n ~+-GaAs的导带.利用与二极管集成的n-GaAs/InGaAs/p-GaAs发光结构的电致发光（EL）的圆极化来探测隧穿电子的自旋极化。在低于（Ga，Mn）As的居里温度的6 K下，观察到明显的电致发光（EL）极化的磁场依赖性磁滞回线，剩磁为+-6.5%。
2001-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin injection through a crystalline AlOx tunnel barrier prepared by the oxidation of an ultra-thin Al epitaxial layer on GaAs
我们报告说，超薄，后氧化铝外延生长在AlGaAs表面工程作为一个高品质的隧道势垒自旋注入从铁磁金属到半导体。本发明的氧化方法的关键点之一是在不氧化Al/AlGaAs界面附近的AlGaAs区域的情况下形成结晶AlOx模板层。氧化的Al层不是无定形的，而是显示出令人联想到尖晶石γ-AlOx相的明确的单晶特征。由Fe层、结晶AlOx阻挡层和AlGaAs-InGaAs双异质结构组成的自旋LED在Fe层的剩余磁化状态下表现出圆偏振的圆偏振电致发光，圆偏振为P_{EL} = 0.145，表明相对高的自旋注入效率（λ = 2 P_{EL} / P_{Fe}）为0.63。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Coherent phonon induced optical modulation in semiconductors at terahertz frequencies
原子和分子气体中的电子和振动非线性的相干调制的强烈的几个周期的脉冲已被用于高谐波产生的软X射线和阿秒制度，以及拉曼频率梳跨越多个倍频程从太赫兹到千兆赫的频率区域。原则上，由于固体和液体的高非线性极化率密度，可以有效地激发类似的高阶非线性过程。在本文中，我们证明了声子调制的光学指数的Si和GaAs的激发和探测附近的直接带隙，分别在~3.4 eV和~3.0 eV。利用10 fs激光脉冲激发Si（001）的纵光学（LO）声子和GaAs（001）的LO声子-等离子体激元耦合模，产生大幅度相干纵光学偏振，对反射的探测光进行有效的振幅和相位调制。在Si和GaAs中的振幅和相位调制的组合作用分别产生具有超过100和60 THz带宽的声子频率梳。
2013-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Carrier-mediated antiferromagnetic interlayer exchange coupling in diluted magnetic semiconductor multilayers Ga$_{1-x}$Mn$_x$As/GaAs:Be
我们用中子反射法研究了Ga $_{0.97}$ Mn $_{0.03}$ As铁磁半导体层间的层间交换耦合。极化中子反射率测量低于居里温度的Ga $_{0.97}$ Mn $_{0.03}$ As揭示了一个特征分裂波矢量对应的两倍的多层周期，表明铁磁层之间的耦合是反铁磁（AFM）。当施加的场增加到饱和场以上时，这种AFM耦合被抑制。当间隔物未掺杂时，未观察到这种行为，这表明所观察到的AFM耦合是由通过Be掺杂引入的载流子介导的。多层膜的磁化行为的直流磁强计测量结果与中子反射仪的结果是一致的。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-polarized Zener tunneling in (Ga,Mn)As
通过对（Ga，Mn）As基齐纳隧道二极管的测量，研究了自旋极化带间隧穿效应。通过将二极管置于反向偏压下，电子自旋极化从p型（Ga，Mn）As的价带转移到相邻n-GaAs层的导带。所产生的电流被监测注入到一个量子阱发光二极管的电致发光极化被发现跟踪的（Ga，Mn）As层的磁化作为温度和磁场的函数。
2001-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent electron dynamics and recombination in GaAs(1-x)N(x) alloys at room temperature
本文报道了在室温下用脉冲光抽运方法在低氮含量（x = 2.1，2.7，3.4%）的GaAs（1-x）N（x）合金中实现的传导电子自旋极化动力学的实验和理论研究。发现由自由电子的平均自旋决定的光致发光圆偏振度达到40-45%，并且这个巨大的值在2ns内持续存在。同时，总的自由电子自旋以~150 ps的特征时间快速衰减。结果被解释为自旋依赖捕获的自由传导电子深顺磁中心导致动态极化的束缚电子。我们发展了自旋极化自由载流子和局域载流子耦合系统中自旋动力学的非线性理论，该理论描述了实验依赖性，特别是在横向磁场中观察到的电子自旋量子拍。
2006-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized Tunneling in Hybrid Metal-Semiconductor Magnetic Tunnel Junctions
我们证明了铁磁金属和铁磁半导体之间具有高度失配的电导率有效的自旋极化隧穿。这是由一个大的隧穿磁阻（高达30%）在低温下在外延磁性隧道结组成的铁磁金属（MnAs）和铁磁半导体（GaMnAs）由半导体（AlAs）分离。的电流-电压特性的分析产生的详细信息的非对称隧道势垒。低温电导-电压特性显示出零偏压异常和电导的V^1/2依赖性，表明GaMnAs的态密度存在关联间隙。这些实验表明，MnAs/AlAs异质结构提供了良好的特征隧道结的高效率自旋注入到GaAs。
2002-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent recombination in GaAsN alloys
在室温下，在GaAs_{1-x} N_{x}（x = 2.1，2.7，3.4%）中观察到自旋相关复合（SDR）。当激发光的偏振态由圆偏振态变为线偏振态或施加~300高斯（G）的横向磁场时，边缘光致发光（PL）强度降低3倍以上。圆偏振光的带间吸收导致传导电子的自旋极化，随着泵浦强度的增加，自旋极化达到35%。观察到的效果解释了深顺磁中心和自旋相关的捕获传导电子的动态极化这些中心。横向磁场中的PL去极化（Hanle效应）使我们能够估计电子自旋弛豫时间在1 ns的范围内。从理论上讲，已经得出结论，由于SDR，这个长时间是由束缚电子的缓慢自旋弛豫控制的。在所有三种合金样品中，从它们在磁场中的平均自旋旋转方向实验确定束缚电子g因子的正号。
2005-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Multiband tight-binding model of local magnetism in GaMnAs
我们给出了GaAs中单个锰杂质和两个附近锰杂质的自旋和轨道分辨局域态密度（LDOS）。GaAs基质用sp^3紧束缚哈密顿量描述，Mn杂质用局域p-d杂化和在位势描述。价带内的局部自旋极化共振显著增强了带边附近的LDOS。对于两个附近的平行Mn时刻的受体状态杂交和分裂的能量。因此，扫描隧道光谱可以直接测量Mn-Mn相互作用作为距离的函数。
2004-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation in $n$-type (111) GaAs quantum wells
利用动力学自旋Bloch方程方法研究了$n$型（111）GaAs量子阱中D 'yakonov-Perel'机制限制的自旋弛豫.在（111）GaAs量子阱中，通过Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合项的相互抵消，在适当的栅压下，D 'yakonov-Perel'项的面内有效磁场在特定的动量圆上可以被抑制为零。当自旋极化电子主要分布在这个特殊的圆上时，面内非均匀展宽很小，自旋弛豫得到抑制，特别是沿量子阱生长方向的自旋弛豫。该抵消效应可能导致自旋弛豫时间的密度或温度依赖性中的峰值（抵消峰值）。在密度（温度）依赖性中，抵消峰和普通密度（库仑）峰之间的相互作用导致自旋弛豫时间的密度（温度）依赖性的丰富特征。揭示了不同质量的杂质对自旋弛豫温度相关性中的抵消峰和库仑峰的影响。我们还显示了自旋弛豫相对于自旋极化方向的各向异性。
2010-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging spin flows in semiconductors subject to electric, magnetic, and strain fields
使用扫描克尔显微镜，我们直接获得二维图像的自旋极化电子横向流动的n：GaAs体外延层。光学注入提供了极化电子的局部直流源，其随后的漂移和/或扩散由电场、磁场和特别是应变场控制。由沿轴的受控单轴应力引起的自旋进动<110>表明电子自旋与应变张量的剪切（非对角）分量的直接k-线性自旋轨道耦合。
2004-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Signatures of dynamically polarized nuclear spins in all-electrical lateral spin transport devices
研究了Fe/GaAs全电自旋注入器件中的核自旋效应。在低于50 K的温度下，强烈的修改的非本地自旋信号被发现是传导电子和动态极化核自旋之间的超精细耦合的特性。核奥弗豪泽场的垂直分量在零平面内外部磁场附近使电子自旋去极化，并且当与外部场反对齐时可以抑制这种失相，从而导致汉勒测量中的卫星峰。所观察到的特征与自旋扩散方程（包括超精细相互作用）的蒙特卡罗模拟吻合得很好，并用于研究核自旋动力学，并将其与注入电子的自旋极化联系起来。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Halide perovskites under polarized light: Vibrational symmetry analysis using polarized Raman
在过去的十年中，杂化有机-无机卤化物钙钛矿已经成为用于光致发光和其他光电应用的新型半导体。与标准的四面体键合半导体（例如Si和GaAs）不同，卤化物钙钛矿中的离子热波动（即结构动力学）与电子动力学强烈耦合。因此，获得有关晶体内原子运动性质的准确和详细的知识至关重要。由于卤化物钙钛矿的低热稳定性和复杂的温度依赖性结构相序列，这已被证明是具有挑战性的。在这里，这些挑战被克服，并提供了一个详细的分析模式的对称性在低温正交相的甲基铵碘化铅。拉曼测量使用线性和圆偏振光在1.16 eV的激发相结合的密度泛函微扰理论（DFPT）。通过拉曼偏振-取向依赖性的迭代分析和DFPT模式分析，确定晶体取向。随后，占双折射效应检测使用圆偏振光激发，所有观察到的拉曼活性模式在10 K的对称性进行分配。
2019-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Spin Accumulation at a Ferromagnet-Semiconductor Interface
我们表明，自旋极化电子的积累在一个正向偏置的铁和n-GaAs之间的肖特基隧道势垒可以检测到电。自旋积累导致势垒上的额外电压降，该电压降被小的横向磁场抑制，该横向磁场使半导体中的自旋去极化。电积累信号对磁场、偏置电流和温度的依赖性与自旋极化输运的漂移扩散模型的预测吻合得很好。
2006-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous ambipolar transport in depleted GaAs nanowires
我们利用偏振微发光技术研究了n型耗尽GaAs纳米线（$ \approx 10^{17}$ cm $^{-3}$掺杂水平）中的光生载流子电荷和自旋输运。在6K，长距离的尾巴出现在发光的空间分布，指示电荷和自旋输运，仅受限制的NW的长度。该尾部与激发功率和温度无关。使用自洽计算的基础上的漂移扩散和泊松方程以及光生载流子的统计（范Roosbroeck模型），它被发现，这是由于光生载流子漂移的内部电场比通常的双极模型预测的电场大近两个数量级。这种大电场的出现是由于两种效应。首先，对于导带最小值和价带最大值的空间波动中的传输，电子迁移率被内部电场激活。这意味着，以一种违反直觉的方式，空间波动有利于长距离传输。其次，由于有限的NW长度，载流子输运的范围进一步增加，这种效应在一维系统中起着关键作用。
2021-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Enhancement of Electron Spin Polarization from a Strained GaAs/GaAsP Superlattice Photocathode
Old Dominion University（老道明尼大学）；Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）
该研究通过MOCVD生长应变GaAs/GaAsP超晶格光电阴极，冷却至195 K时获95.0%±2.4%的电子自旋极化度，明确两种去极化机制，证实195 K冷却为实用的高极化GaAs基电子源制备途径。
2026-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Strong and nearly 100$\%$ spin-polarized second-harmonic generation from ferrimagnet Mn$_{2}$RuGa
本文证明亚铁磁体Mn₂RuGa产生近100%自旋极化的二次谐波，信号强度为GaAs的10倍，由自旋向上通道带内电流主导，为全光自旋切换应用开辟道路。
2023-09-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interface, bulk and surface structure of heteroepitaxial altermagnetic α-MnTe films grown on GaAs(111)
本文研究GaAs(111)上异质外延交替磁性α-MnTe薄膜的合成，揭示其体相缺陷结构、应变释放机制及氧化对表面的影响，为调控其交替磁性特性提供潜在机会。
2025-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin interferometry using a semiconductor ring structure
由GaAs制成的环形结构用于实现导带电子的净自旋极化的干涉。在扩散输运状态下，光学极化自旋通过环的两个臂被分成两个包。在一个臂上用圆偏振光的光学泵浦建立动态核极化，其由于超精细相互作用而充当电子自旋上的局部有效磁场。这种局部场使一个自旋包比另一个旋进得快，从而控制了两个自旋包结合时的自旋干涉。
2005-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent resonant tunneling through semimetallic ErAs quantum wells
最近发现半金属ErAs量子阱在磁场中的共振隧穿表现出一种有趣的行为，可以用隧穿选择规则和自旋极化能带结构（包括自旋轨道耦合）来解释.
1995-08-02 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Resonance-like electrical control of electron spin for microwave measurement
我们证明了自旋极化电子流可以与微波电场发生共振相互作用。自旋-轨道相互作用产生与电流成比例的有效磁场。在存在直流和交流电场分量的情况下，如果交流频率与由直流场控制的自旋进动频率相匹配，则发生电子自旋共振。在一个由两个自旋极化接触连接的二维通道组成的设备中，这种机制允许电调谐检测交流信号的频率和幅度。对于GaAs，这样的检测在几十千兆赫左右的频域中是有效的。
2004-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Small quantum dots of diluted magnetic III-V semiconductor compound
在本章中，量子多体理论方法被用来研究GaAs和InAs基的，含有锰或钒原子的小半导体化合物量子点（QD）的性质。自从纳米磁性半导体（即具有增强的磁性的纳米半导体化合物）的实验合成以来，对这样的系统的兴趣已经增长。这种增强是通过几种方法实现的，特别是通过掺杂一些原子，如Mn或V的共同的半导体化合物。实验研究表明，在薄纳米级磁性半导体膜和量子点的情况下，电子自旋密度可以是离域的。如本章所述，基于量子多体理论的计算合成（即，掺杂取代Mn或V原子的四面体对称GaAs和InAs小金字塔QD的虚拟合成）证明了这种QD是确实具有离域和极化电子自旋密度的小磁性分子。这种离域提供了一种物理机制，负责这些纳米级分子磁体的稳定，并导致什么可以被描述为电子电荷赤字的自旋极化孔的发展。在某些量子点中，电子自旋密度分布的数值相对较大，表明这种半导体系统可以用作自旋电子和磁光传感器应用的纳米材料。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
