Nonlinear charge transport in highly polar semiconductors: GaN, AlN, InN and GaAs
在本文中，我们提出了一个收集的结果集中在掺杂的直接带隙反带高极性III族氮化物半导体（GAN，AlN，InN）和GaAs的瞬态和稳态的输运性质，通过使用非线性量子动力学理论的基础上的非平衡统计系综形式主义（NESEF）计算。在本文中，这些结果进行了比较，计算usingMonteCarlo模拟和实验测量。在中到高电场存在下，考虑了n型和p型材料在不同温度和载流子浓度下的非线性量子动力学理论计算结果与MonteCarlo计算结果和实验数据之间的一致性非常好，从而令人满意地验证了NESEF。
2021-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport under hydrostatic pressure and peculiar properties of the impurity energy spectrum in semiconductor arsenides of n-type: InAs, CdSnAs2, CdGeAs2 and GaAs
本文根据动力学系数随压力和温度变化的数据，研究了非掺杂砷化物InAs、GaAs、CdSnAs_2和CdGeAs_2的n型体晶体中空位的能谱。可以得出结论，深施主能级对应于这些半导体材料中砷的本征空位。定义了空位能级相对于电导带边的能级位置及其压力系数。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci
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。
2012-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Hole spin relaxation in $p$-type GaAs quantum wires
通过数值求解全微观动力学自旋Bloch方程，研究了$p$型GaAs量子线的自旋弛豫。我们发现，量子线尺寸通过调制线态的能谱和重空穴-轻空穴混合，有效地影响自旋弛豫时间。量子线的尺寸，温度，空穴密度，和初始极化的影响进行了详细的研究。我们表明，根据情况，自旋弛豫时间可以增加或减少与空穴密度。由于不同的子带结构和自旋-轨道耦合效应，自旋弛豫的许多性质与体材料和量子阱中的空穴有很大的不同，子带间散射对自旋弛豫有显著的贡献。
2008-10-01 cond-mat.mtrl-sci
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。
2005-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation in $n$-type GaAs quantum wells from a full microscopic approach
通过构建和数值求解动力学自旋布洛赫方程，对具有Al $_{0.4}$ Ga $_{0.6}$ As势垒的$n$型（001）GaAs量子阱中D 'yakonov-perel'机制从近20 K到室温的自旋弛豫进行了全面的微观研究。我们考虑了所有与自旋弛豫有关的散射，如电子-声学-声子散射、电子-光学-声子散射、电子-非磁杂质散射和电子-电子库仑散射。用拟合的自旋分裂参数计算的自旋弛豫时间与Ohno { \em et al.}的实验数据符合得很好。[Physica E { \bf 6}，817（2000）]在整个温度范围内（从20 K到300 K）。拟合的自旋劈裂参数值与许多实验和理论计算相一致。我们进一步显示了自旋弛豫时间的温度依赖性的各种条件下，如电子密度，杂质密度和阱宽。我们预测，在具有低电子密度的样品中，在低温下（$<50$ K）的自旋弛豫时间（{ \em例如}，密度小于$1 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$），但迁移率高。该峰在具有高电子密度的样品中消失（例如{ \em}）。$2 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$）和/或低迁移率。在低温下的热电子自旋动力学也解决了许多功能完全不同的高温情况下预测。
2006-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Quantum kinetic theory of shift current electron pumping in semiconductors
我们发展了一个激光束在非中心对称半导体中产生位移电流的理论。当激发的电子在不同能带之间转移或在这些能带内散射时，电流产生，并且在基本单元中不对称地移动它们的质心。利用非平衡格林函数导出了热载流子分布的量子动力学方程和感应电流的表达式。在应用中，我们简化了玻尔兹曼极限的方法，并用它来模拟激光激发的GaAs中存在的LO声子散射。的移位电流计算在稳态政权。
2000-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Singwi-Tosi-Land-Sjölander local field correction on spin relaxation in $n$-type GaAs quantum wells at low temperature
通过构造和数值求解动力学自旋Bloch方程，研究了低温下Singwi-Tosi-Land-Sjölander局域场修正对$n$型GaAs量子阱中自旋弛豫/退相的影响.我们计算了局域场因子$G(q)$在量子阱中的数值求解三个方程，其中链接的局域场因子，结构因子，和介电函数，自洽。这样的修正减少了电子-电子库仑散射和库仑Hartree-Fock项。我们比较了在不同的条件下，如温度，电子密度，阱宽和自旋极化的自旋弛豫时间与没有这种修正。我们发现，这种修正导致的自旋弛豫时间在强/弱散射极限的减少/增加。在高自旋极化下，它减少了Hartree-Fock项，因此倾向于减少自旋弛豫时间。局部场修正的自旋弛豫时间的修改是或多或少温和的，无论是由于共存的散射比库仑散射在低自旋极化和/或由于竞争的影响，从库仑散射和库仑Hartree-Fock长期在高极化。
2008-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation time, spin dephasing time and ensemble spin dephasing time in $n$-type GaAs quantum wells
我们研究了$n$型GaAs量子阱的自旋弛豫和自旋退相。通过求解全微观动力学自旋Bloch方程，得到了自旋弛豫时间$T_1$、自旋退相时间$T_2$和系综自旋退相时间$T_2^{\ast}$，并证明了由于关联时间短，$T_1$、$T_2$和$T_2^{\ast}$与传导电子的各向同性系统中的常识类似.由D 'yakonov-Perel项引起的非均匀展宽被散射，特别是库仑散射所抑制。
2007-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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。
2006-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective-Hamiltonian reconstruction through Bloch-wave interferometry in bulk GaAs driven by strong THz fields
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Institute for Terahertz Science and Technology, University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校太赫兹科学与技术研究所）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Exponent（埃克塞庞特公司）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文通过高阶边带生成与吸收光谱结合，利用Bloch波干涉仪确定体GaAs中电子-空穴有效哈密顿量参数，发现太赫兹场影响下GaAs带隙可能比以往测量值大10 meV。
2026-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Photovoltage Effects in Photoemission from Thin GaAs Layers
用一套薄GaAs p型负电子亲和势（NEA）光电阴极测量了高强度激发下的光发射电子产额。对于一组四个样品，有源层厚度为100 nm，p型掺杂范围为5 \times 10^{18} cm^{-3}至5 \times 10^{19} cm^{-3}。结果表明，表面逃逸几率是NEA能量的线性函数。当掺杂浓度为5 \times 10^{19} cm^{-3}时，表面光电压对光电发射的影响减小到零.实验结果表明是在良好的协议与计算使用电荷限制模型的基础上表面光电压动力学，假设一个恒定的电子能量弛豫率在能带弯曲区域。
2001-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Multivalley spin relaxation in $n$-type bulk GaAs in the presence of high electric fields
本文用微观自旋动力学Bloch方程方法研究了高电场作用下$n$型GaAs体材料中的多通道自旋弛豫，其中包括$Γ$和$L$谷.我们发现，自旋弛豫时间随电场单调减少，这不同于二维的情况下，被确认由于体积的$Γ$谷的Dresselhauss自旋轨道耦合的立方形式。除了自旋弛豫时间的直接调制，电场也强烈地影响自旋弛豫的密度和温度依赖性。与无场条件下自旋弛豫时间随晶格温度的单调减小相反，在电场的影响下，自旋弛豫时间减小得更慢，在小电子密度和高电场的情况下，自旋弛豫时间甚至单调增大.由于热电子温度的反常晶格温度依赖性，我们甚至预测了在中等电场下弱掺杂样品中的峰。至于$L$谷，我们表明，而不是发挥的作用，“漏”的总自旋极化的量子阱系统中，在散装他们作为一个“动量阻尼区”，防止电子漂移到更高的动量状态。这倾向于抑制非均匀加宽，因此导致自旋弛豫时间的增加。
2011-11-22 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
Multi-valley spin relaxation in the presence of high in-plane electric fields in $n$-type GaAs quantum wells
采用动力学自旋Bloch方程方法研究了高温下面内电场作用下$n$型GaAs量子阱中的多谷自旋弛豫.自旋弛豫时间随电场的增大先增大后减小，特别是在温度较低时。研究表明，由于$L$谷中存在较大的自旋-轨道耦合以及强的$Γ$ - $L$谷间散射，$L$谷起到了总自旋极化的“漏极”作用，从而在面内电场较高时能有效地增强整个体系的自旋弛豫.在电场作用下，观察到了由电场诱导的磁场引起的自旋旋进。同时，由于强的$Γ$ - $L$谷间散射以及$L$谷内强的非均匀展宽，$L$谷内的电子自旋具有与$Γ$谷内几乎相同的阻尼率和进动频率.尽管$L$谷的$g$因子远大于$Γ$谷的$g$因子，但当在Voigt位形中施加有限静磁场时，该特征仍然成立。此外，还表明整个系统的自旋旋进性质是由$Γ$谷区的电子决定的。在低电场区，温度、磁场和杂质会影响自旋弛豫。然而，他们被证明有边际的影响，在高电场制度。
2008-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Transient and self-limited nanostructures on patterned surfaces
在GaAs（111）B衬底上通过金属有机物气相外延沉积（Al）GaAs层期间形成的位置控制的量子点导致沿模板的垂直轴的几何和成分自排序。我们描述了一个理论方案，再现实验观察到的时间依赖性的行为，这个过程中，包括凹槽的演变和增加Ga掺入沿模板的基础上固定值由合金成分和其他生长参数。我们的工作阐明了动力学和几何形状之间的相互作用，用于在图案化表面上开发自有序纳米结构，这对于量子光学应用的受限系统的可靠按需设计至关重要。
2013-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Hole spin relaxation in $p$-type (111) GaAs quantum wells
本文研究了$p$型（111）GaAs量子阱中空穴自旋弛豫，其中只考虑最低空穴子带，即（111）GaAs/AlAs中的类重空穴子带和（111）GaAs/InP量子阱中的类轻空穴子带.采用子带Löwdin微扰法得到了包含Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合的有效哈密顿量。在适当的栅压下，（111）GaAs/AlAs量子阱中的面内有效磁场在整个动量空间内都能得到很强的抑制，而（111）GaAs/InP量子阱中的面内有效磁场仅在特定的动量圆上得到抑制。通过完全微观动力学自旋Bloch方程方法计算了D 'yakonov-Perel'和Elliott-Yafet机制引起的空穴自旋弛豫，并明确地包括了所有相关的散射。对于（111）GaAs/AlAs量子阱，预测了极长的重空穴自旋弛豫时间（可达数百纳秒）。此外，我们预测的重空穴自旋弛豫时间的栅电压依赖性由于D 'yakonov-Perel'机制的一个明显的峰值。该峰源于（111）GaAs/AlAs量子阱中独特的非均匀展宽被抑制。此外，由于阱宽较窄的量子阱中轻重空穴之间的自旋混合较小，Elliott-Yafet机制仅在峰区附近影响自旋弛豫.我们还显示了自旋弛豫的各向异性。在（111）GaAs/InP量子阱中，光空穴自旋弛豫时间与栅压的关系也出现了一个与（111）GaAs量子阱中电子的情况类似的温和峰。在这种情况下，Elliott-Yafe…
2012-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of exciton photoluminescence in type-II semiconductor superlattices
研究了第二类半导体超晶格中粗糙界面处激子的衰减速率。结果表明，间接激子在平面界面复合的可能性本质上影响激子在粗糙界面的光致发光动力学。这是因为激子在平面界面处的复合与粗糙度处的复合之间存在强相关性。得到了发光动力学参数与粗糙界面统计特性之间的关系式。根据实验数据估算了GaAs/AlAs超晶格中粗糙度的平均高度和长度。
2000-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic interactions of substitutional Mn pairs in GaAs
我们采用动力学交换紧束缚模型计算了GaAs中一对置换Mn原子的磁相互作用和各向异性能随其间距和方向的变化。我们发现，最积极稳定的配置通常是一个自旋铁磁排列沿矢量连接锰原子。铁磁配置的特点是分裂的最高未被占用的受体水平，这是可见的扫描隧道显微镜研究时，对接近表面，是强烈依赖于对取向。当Mn对沿对称方向取向时，受主劈裂最大，当Mn对沿<110>对称方向取向时，受主劈裂最小<100>。我们明确地表明，受体分裂是不是简单地涉及到有效的交换相互作用之间的Mn本地时刻。交换相互作用常数反而更直接地与所有杂质能级的分布宽度相关--被占据的和未被占据的。当Mn对位于（110）GaAs表面时，除了Mn对的最小分离外，受主分裂和有效交换相互作用都很小。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation due to the Bir-Aronov-Pikus mechanism in intrinsic and $p$-type GaAs quantum wells from a fully microscopic approach
通过构造和数值求解动力学自旋Bloch方程，研究了本征和$p$型（001）GaAs量子阱中的电子自旋弛豫。所有相关的散射都明确包括在内，特别是自旋翻转电子-重空穴交换散射，导致Bir-Aronov-Pikus自旋弛豫。我们发现，由于在费米黄金法则方法中忽略了电子-重空穴交换散射中的非线性项，文献中的Bir-Aronov-Pikus机制导致的自旋弛豫在中等高电子密度和低温下被大大夸大。我们比较了由于Bir-Aronov-Pikus机制和由于D 'yakonov-Perel'机制的自旋弛豫时间，D 'yakonov-Perel'机制也是从动力学自旋Bloch方程计算的，包括所有的散射，特别是自旋守恒的电子-电子和电子-重空穴散射。我们发现，在本征量子阱中，低温时Bir-Aronov-Pikus机制的效应比D 'yakonov-Perel'机制的效应小得多，高温时小不到一个数量级.在$p$型量子阱中，由于Bir-Aronov-Pikus机制的自旋弛豫在低温下也比由于D 'yakonov-Perel'机制的自旋弛豫小得多，并且当空穴密度和量子阱的宽度足够大时，在较高温度下变得彼此相当。我们认为，与体样品不同，Bir-Aronov-Pikus机制在二维样品中几乎不占主导地位。
2007-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin relaxation in $n$-type GaAs quantum wells with transient spin grating
通过求解动力学自旋Bloch方程，研究了（001）GaAs量子阱中自旋极化周期性变化的瞬态自旋光栅的时间演化.通过这项研究，我们可以同时研究自旋输运和自旋弛豫的性质。自旋信号的傅立叶分量以两个衰减速率$1/τ_+$和$1/τ_-$双指数衰减。在高温状态下，这两个速率的平均值随光栅波矢$q$二次变化，即，$(1/τ_++1/τ_-)/2=D_sq^2+1/\tildeτ_s$，其中$D_s$和$\tildeτ_s$分别表示自旋扩散系数以及面外和面内自旋弛豫时间的平均值。计算得到的$τ_{\pm}$与Weber { \em et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，076604（2007）]。通过比较考虑电子-电子库仑散射和不考虑电子-电子库仑散射的$D_s$，计算了库仑阻力对自旋扩散系数的贡献。利用瞬态自旋光栅结果，进一步揭示了自旋扩散系数$D_s$、自旋弛豫时间$τ_s$和自旋注入长度$L_s$等特征参数之间的关系.我们发现，在存在的Dresselhaus和/或Rashba自旋轨道耦合，广泛使用的关系$L_s=\sqrt{D_sτ_s}$一般是不准确的，甚至可以是非常错误的，在某些特殊情况下。提出了一种从瞬态自旋光栅信号中提取稳态输运特征参数的精确方法。
2008-01-29 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
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。
2007-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-injection and spin-relaxation in p-doped InGaAs/GaAs quantum-dot spin light emitting diode at zero magnetic field
报道了p型掺杂InGaAs/GaAs量子点自旋发光二极管在零磁场下的有效自旋注入。在100 K温度范围内，测量到了高的电致发光圆偏振度（Pc）~19%.这一结果是由于垂直磁化的CoFeB/MgO自旋注入器允许有效的自旋注入和适当的p型掺杂的InGaAs/GaAs量子点层在有源区中的组合。通过分析电致发光圆极化的偏压和温度依赖性，我们证明了一个两步自旋弛豫过程。第一步发生在电子隧穿MgO势垒并穿过GaAs耗尽层时。自旋弛豫由与电子的动能有关的Dyakonov-Perel机制控制，其特征在于偏压依赖的Pc。第二步发生在电子在与空穴辐射复合之前被捕获到QD中时。Pc的温度依赖性反映了温度诱导的量子点掺杂的修改，连同量子点内部的载流子寿命和自旋弛豫时间之间的比率的变化。理解这些自旋弛豫机制对于提高自旋LED在未来室温下零外加磁场下的自旋光电应用的性能是至关重要的。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum wells with atomically smooth interfaces
用分子束外延和（110）生长-中断-退火的劈边过生长方法，我们制备了一个精确的30单层厚的GaAs量子阱，其边界是原子级光滑的AlGaAs异质界面，没有原子粗糙度。该量子阱的显微光致发光成像确实显示了在几十个$μ$ m范围内的空间均匀和光谱尖锐的发射。通过添加一个分数GaAs单层到我们的量子阱中，我们能够研究负责平坦界面形成的原子阶边动力学的细节。
2002-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of built-in fields and contact configuration on the characteristics of ultra-thin GaAs solar cells
讨论了内建场和接触结构对GaAs太阳电池光伏特性的影响。调查是基于先进的量子动力学模拟达到超越标准的半经典体图片有关的考虑载流子状态和动态复杂的潜在配置文件。在超尺度制度中的暗电流和光电流的厚度依赖性与两者的相应变化、内建电场和相关联的态密度的修改以及膜中的光强度有关。开路电压和短路电流的损失，由于电子和光学注入的载流子在少数载流子接触泄漏的影响，包括电子和空穴阻挡层的不同的接触配置。的泄漏电流的微观图片连接到有限的表面复合速度的效果在半经典的描述，和这些非经典的接触区域对载流子的产生和提取的影响进行了分析。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin dynamics and magnetic-field-induced polarization of excitons in ultrathin GaAs/AlAs quantum wells with indirect band gap and type-II band alignment
本文从实验和理论两方面研究了具有间接带隙和II型带排列的两单层GaAs/AlAs量子阱中激子自旋动力学。研究了磁场诱导的光致发光圆极化$P_c$随磁场强度、磁场方向以及样品温度的变化。所观察到的非单调行为，这些功能提供了由明亮和黑暗的激子状态的相互作用，有助于发射。为了解释实验，我们已经开发了一个动力学主方程模型，该模型解释了激子四重态中的自旋态的动态，辐射和非辐射复合过程，以及这些状态之间激子的重新分配作为自旋弛豫的结果。该模型提供了定量的协议与实验，并允许我们评估，所研究的结构，重空穴$g$因子，$g_{hh}=+3.5$，和自旋弛豫时间的电子，$τ_{se} = 33~μ$ s，和孔，$τ_{sh} = 3~μ$ s，约束在激子。
2017-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning of polarisation sensitivity in closely-stacked trilayer InAs/GaAs quantum dots induced by overgrowth dynamics
自组装InAs量子点的电学和光学性质是设计在电信频率范围内工作的几种基于量子点的光电子器件的关键限制。我们描述了如何在垂直堆叠的多层量子点的生长过程中的应变诱导的表面动力学的精细控制允许工程师他们的自组织过程。最值得注意的是，本研究表明，沿量子点堆叠诱导的底层应变场可以调制和控制的时间依赖性的混合和隔离后发生的影响与GaAs间隔盖帽。这导致发射光的TM/TE偏振比的急剧增加，这是常规生长参数所不能达到的。我们详细的实验测量得到了对应变、电子和光学性质的数百万原子模拟的支持，对生长的QD样品进行了深入分析，使我们能够清晰地描绘出影响拟议生长动力学和随之而来的QD极化响应的原子尺度现象。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Kinetic investigation on extrinsic spin Hall effect induced by skew scattering
从全微观动力学自旋布洛赫方程出发，研究了$(001)$ GaAs对称量子阱中斜散射诱导的非本征自旋霍尔电导动力学.在稳态下，对于线性$\mathbf k$依赖的自旋轨道耦合，非本征自旋霍尔电流/电导率为零，而对于立方$\mathbf k$依赖的自旋轨道耦合，非本征自旋霍尔电流/电导率非常小。Dresselhaus/Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动对非本征自旋霍尔电导在稳态下的消失起着重要的作用。在自旋-轨道耦合的作用下，斜散射诱导了面内自旋极化。这种自旋极化与电流诱导的自旋极化非常不同。
2008-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hole spin relaxation in intrinsic and $p$-type bulk GaAs
我们从全微观动力学自旋Bloch方程方法研究了本征和$p$型体GaAs中的空穴自旋弛豫。与以往对空穴自旋动力学的研究不同，我们明确地考虑了带内相干性和非极性的空穴-光学-声子相互作用，这两个因素对空穴自旋弛豫都有重要的影响.分析了D 'yakonov-Perel'和Elliott-Yafet机制对空穴自旋弛豫的相对贡献。在计算中，对空穴自旋弛豫起重要作用的屏蔽常数采用无规相位近似处理。在本征GaAs中，我们的结果与室温下的实验数据吻合得很好，其中空穴自旋弛豫被证明是由Elliott-Yafet机制主导的。我们还发现，空穴自旋弛豫强烈依赖于温度和预测的谷的密度依赖性的空穴自旋弛豫时间在低温下由于空穴-电子散射。在$p$型GaAs中，我们预测了自旋弛豫时间与空穴密度的关系在低温下会出现一个峰值，这是由于在简并和非简并区域中屏蔽的不同行为造成的。在散射事件期间屏蔽和动量交换之间的竞争也可以导致在低密度区域中空穴自旋弛豫时间的密度依赖性中的谷。在高温下，由于小的屏蔽常数，屏蔽效应被抑制。此外，我们预测的非单调依赖性的空穴自旋弛豫时间与温度相关的屏蔽连同空穴-声子散射。最后，我们发现，D 'yakonov-Perel'机制可以显着贡献的…（因篇幅限制省略）
2010-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin diffusion/transport in $n$-type GaAs quantum wells
通过建立和数值求解动力学自旋Bloch方程和Poisson方程，研究了高温（$\ge120$ K）下$n$型（001）GaAs量子阱中的自旋扩散/输运.所有的散射，特别是电子-电子库仑散射，明确地包括和解决的理论。这使我们能够研究远离平衡态的系统，如平行于量子阱的外电场诱导的热电子效应。我们发现，即使在没有外部磁场的情况下，自旋极化/相干也会沿着输运方向振荡。结果表明，当散射足够强时，不同动量的电子自旋在同一相位振荡，导致横向自旋注入长度和系综横向注入长度相等。它还表明，本征散射已经足够强，这样的现象。振荡周期几乎与外部电场无关，这与体系统在极低温下的最新实验一致[Europhys. Lett. { \bf 75}，597（2006）]。沿扩散/输运的自旋弛豫/退相可以通过由动量相关扩散和自旋轨道耦合以及散射引起的非均匀加宽来很好地理解。详细研究了自旋扩散的散射、温度、量子阱宽度和外磁场/电场的依赖关系。
2007-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Charge and spin transport over record distances in GaAs metallic n-type nanowires : II nonlinear charge transport
我们研究了在Si（111）衬底上通过氢化物气相外延（HVPE）生长的n型金属GaAs纳米线（掺杂水平约为10^17 cm ^-3）中的光生载流子电荷输运。光谱中选定能量的发光强度空间分布的分析使我们能够确定费米海的光电子、少数光空穴和电子的空间分布作为与光激发点的距离的函数。该分析表明，电荷可以在大于25（微）米的记录距离在6K下传输，尽管预期的本地化的少数空穴在由施主浓度的统计波动产生的电势波动。结果表明，运输是受波动的影响很小，因为建立了大的内部电场，强烈增加空穴和电子的迁移率，因此使运输。由于热电子和费米海的发射的空间分布的比较给出了至少三个空间区域的证据，包括在激发点附近的过量的本征电子的区域和这些电子的耗尽的区域在大于2 - 10（微）m的距离取决于激发功率。内部向外的电场增加了波动中光空穴的动能，使得在到激发点的给定距离之后，在波动上发生弹道输运。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
