Radiative Recombination Spectra of Heavily p-Type delta-Doped Gaas/Alas MQWs
研究了重Be δ掺杂GaAs/AlAs多量子阱在室温和液氮温度下的光致发光（PL）特性。光生载流子复合的可能机制进行了讨论，特别侧重于激子和自由载流子-受体PL发射的莫特金属-绝缘体过渡下面和上面发生的特性。此外，基于一个简单的理论模型，它被发现，观察Mott转变的临界杂质浓度在MQW样品表现出15 nm的阱宽和5 nm厚的势垒层是约3 × 10 E12 cm-2。
2007-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz sensing by beryllium and silicon delta-doped GaAs/AlAs quantum wells
研究了铍和硅δ掺杂GaAs/AlAs多量子阱（MQW）对太赫兹（THz）辐射的选择性传感。示出了在液氦温度下，在硅中在0.5 μ 4.2 THz内高达0.3 V/W的灵敏度，以及在掺铍多量子阱中在4.2-7.3 THz范围内高达1 V/W的灵敏度。内置的电场估计从所观察到的Franz-Keldysh振荡的光反射光谱被发现位于接近的帽和缓冲层的多量子阱和变化从18 kV/cm到49 kV/cm取决于结构设计。
2007-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Unintentional high density p-type modulation doping of a GaAs/AlAs core-multi-shell nanowire
在GaAs/AlAs核/壳纳米线（NW）中实现显著掺杂具有相当大的技术重要性，但由于掺杂剂原子的两性行为而仍然是一个挑战。在这里，我们表明，在AlAs壳层中放置一个窄的GaAs量子阱有效地吸收了残余的碳受体，导致\emph{unintentional} p型掺杂。磁光研究这样的GaAs/AlAs核多壳NW揭示量子受限发射。NW电子结构的理论计算证实了由于壳层中1~nm GaAs层中的电离碳受主的存在，载流子在核/壳界面处被量子限制。在高磁场下的显微光致发光显示了一个清晰的信号，即避免了$n=0$朗道能级发射线与$n=2$朗道能级TO声子复制品的交叉。这种耦合是由共振空穴-声子相互作用引起的，这表明结构中存在较大的二维空穴密度。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$L$-valley electron $g$ factor in bulk GaAs and AlAs
本文用三带$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$模型和紧束缚模型研究了GaAs和AlAs体材料$L$ -谷中传导电子的Landé$g$-因子。我们发现$L$ -谷$g$ -因子是高度各向异性的，并且可以由两个分量$g_{\perp}$和$g_{\|}$表征。$g_{\perp}$接近自由电子Landé因子，但$g_{\|}$受远程带的强烈影响。远程频带对$g_{\|}$的贡献取决于如何处理远程频带。然而，当磁场是在Voigt配置，这是在实验中广泛使用的，不同的模型给出几乎相同的$g$ -因子。
2008-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Lifetime of sub-THz coherent acoustic phonons in a GaAs-AlAs superlattice
我们测量了用飞秒激光脉冲激发和探测的GaAs-AlAs超晶格中的区心340 GHz纵向声子模的寿命。通过比较在室温和液氮温度下进行的测量，我们分离的固有（声子-声子散射）和非固有的贡献声子弛豫。估计室温下的固有寿命为0.95纳秒相比，散装GaAs的计算和实验数据。结果表明，室温下~ 0.3THz声子处于Akhiezer区和Landau-Rumer区的声子-声子弛豫过渡区。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determining sample alignment in X-ray Reflectometry using thickness and density from GaAs/AlAs multilayer certified reference materials
X射线反射仪（XRR）为研究人员和制造商提供了一种非破坏性的方法来确定沉积在光滑基底上的薄膜的厚度、粗糙度和密度。由于对这种现象建模的方程的嵌套性质，仪器对准和参数估计精度之间的相互关系有点不透明。在这项研究中，我们有意转移包含在高质量的XRR数据集中的入射角信息，并使用相同的结构模型来评估角度不对准对参数估计的影响，从而改进这种转移的数据。我们开发了一系列的校准曲线与层的厚度和密度的多层GaAs/AlAs标准参考材料的GaAs衬底上的变化与数据不对准。然后，我们测试的有效性和鲁棒性的几种方法，使用已知的厚度和密度参数从这个结构来校准仪器对准。我们发现最高的灵敏度和线性度与埋层的AlAs和GaAs层的测量失调，相反，表面层，这表明最不稳定。这是一个偶然的结果，因为掩埋的AlAs和GaAs在厚度上表现出最高的长期稳定性。因此，确实可以使用参考厚度估计来验证XRR角度对准精度。埋层质量密度信息也显示出作为一种稳健的校准方法的前景。这是令人惊讶的，因为埋层的电子密度既是一种高度相关的现象，也是XRR模型中的一个微妙组成部分。
2013-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Experimental Observation of Kondo-Fano Resonant Tunneling in Silicon-Doped GaAs/AlAs Multiple Quantum Wells
本文报道了在掺硅GaAs/AlAs多量子阱中近藤-法诺共振隧穿的实验观察。在低偏压下的微分隧穿电导谱显示出强烈的温度依赖性共振，其峰在磁场的存在下分裂，这是近藤共振的特征。用杂质Anderson模型解释了这些数据是费米能级的导电电子通过阱内掺杂硅杂质态的共振隧穿。杂质态的库仑阻塞共振在近藤共振之上诱导了Fano凹陷。
2006-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of intentionally disordered AlAs/GaAs superlattices
本文采用赝势和平面波方法研究了2000个原子的非周期三维（AlAs）_n/（GaAs）_m（001）超晶格的电子结构，其中层厚n，m = {1，2，3}是随机选择的。我们发现，而等效（n = m = 2）有序超晶格的带隙是间接的，层厚度的随机波动导致在平面布里渊区的直接间隙，沿生长方向的强波函数本地化，短的辐射寿命，和显着的带隙减少，在协议与实验上有意生长的无序超晶格。
1995-01-24 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
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
Phonon-Phonon Quantum Coherent Coupling in GaAs/AlAs Superlattice
在室温下，在两种GaAs/AlAs超晶格（8 nm/8 nm和5.4nm/5.4nm）中观察到一个带心声子与两个声学声子之间的量子相干耦合.利用简并相干声子谱，两种样品的时间分辨声子振幅都出现了多周期振荡特征，这是由于第一布里渊区中心附近的一个驱动声子模与两个目标声子模之间的相干能量交换.这一特征类似于光子共振参数下/上转换过程，以及光场和机械振荡器之间的可逆相干能量交换，表明驱动和目标声子模式之间的量子相干耦合。在8 nm/8 nm超晶格中，耦合强度在高泵浦能量密度下非线性增加，最终可能达到一个极端状态，即所有三个声子模共享同一个相干态，正如Orbach在20世纪60年代预测的那样。
2019-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative Comparison between AES and SIMS Depth Profiles of a Double Layer Structure of AlAs in GaAs Using the MRI-model
通过比较SIMS和AES的深度分布，证明了所谓的混合粗糙度信息深度（MRI）模型的定量重建的组成的深度分布的应用。使用几乎相同的溅射条件对GaAs/AlAs参比样品进行深度剖析，所述参比样品由被44 ML GaAs基质分隔的两层AlAs（1 ML和36 ML）组成：3 keV冲击能量的Ar+离子和52（SIMS：CAMECA 4f）和58 deg. (AES：VG Microlab 310 F）入射角。SIMS曲线的Al+强度和AES曲线的Al（LVV）强度都通过将测量的曲线与用MRI模型计算的曲线拟合来量化，得到3.0 +/-0.3nm的相同混合长度、相似的粗糙度参数（1.4- 2nm）和可忽略的信息深度（0.4nm）。虽然几乎没有观察到AES以及Al+的SIMS配置文件中的基质效应，使用二聚体（Al 2+）和三聚体（Al 3+）离子的定量显示出显着的浓度和强度之间的非线性，与简单的质量作用定律概率的团簇离子形成的主要影响。
2001-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Polariton states bound to defects in GaAs/AlAs planar microcavities
本文报道了分子束外延生长的平面GaAs/AlAs微腔中缺陷束缚的极化激元态。在这些结构中的空间极化激元动力学相关的缺陷类型是交叉影线失配位错，和点状缺陷扩展到几个微米。我们将后者的缺陷，以Ga液滴偶尔发射的Ga细胞在生长过程中。这些缺陷，也称为椭圆缺陷，导致表面的圆顶状局部调制，其被转化为腔结构，并导致高达15 meV的腔极化激元能量的横向调制。由此产生的平面内极化激元运动的空间局域化的潜在景观创建一系列的束缚态。这些状态的特征在于光谱分辨透射成像在实空间和倒易空间，并揭示了由缺陷产生的空间潜力。有趣的是，缺陷态在10 ps范围内表现出较长的寿命，这归因于空间平滑的限制势。
2011-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Understanding and control of thermal transport in solids at nanoscale is crucial to engineer and to enhance properties of a new generation of optoelectronic, thermoelectric, and photonic devices. In this regard, semiconductor superlattice structures provide a unique platform to study phenomena associated with phonon propagations in solids such as heat conduction. Transient X-ray diffraction can directly probe atomic motions and therefore is among the rare techniques sensitive to phonon dynamics in a condensed matter. Here, we study optically induced transient heat conduction in GaAs/AlAs super…
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Thanks to their multi-valley, anisotropic, energy band structure, two-dimensional electron systems (2DESs) in modulation-doped AlAs quantum wells (QWs) provide a unique platform to investigate electron interaction physics and ballistic transport. Indeed, a plethora of phenomena unseen in other 2DESs have been observed over the past decade. However, a foundation for sample design is still lacking for AlAs 2DESs, limiting the means to achieve optimal quality samples. Here we present a systematic study on the fabrication of modulation-doped AlAs and GaAs QWs over a wide range of AlxGa1-xAs barrie…
2021-06-18 cond-mat.mes-hall 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
Ferromagnetism and metallic state in digital (Ga,Mn)As heterostructures
本文用密度泛函理论研究了GaAs和AlAs数字铁磁异质结的电子、磁性和输运性质。这些可以通过用Mn对GaAs/AlAs超晶格的GaAs层进行$δ$掺杂来获得。我们的分析涵盖了一系列的锰浓度，并认为存在补偿缺陷，如反位。在无缺陷的情况下，所有的异质结构研究目前的半金属电子结构。相反，当反位存在时，半金属态被破坏，异质结构表现为脏的平面金属。在这种情况下，它们在Mn平面中主要由于多数自旋电子而显示出大的$p$型金属电导，并且在GaAs平面中主要由于少数自旋电子而显示出$n$型跳跃式电导。这表明，如果As反位可以远离Mn平面，就可以实现不同自旋电流的空间分离。最后，我们表明，在AlAs/（Ga，Mn）As数字铁磁异质结的情况下，AlAs/GaAs价带偏移产生额外的限制电位负责的铁磁性的空穴。因此，Mn离子之间的铁磁耦合变得更大，更强大的反位的存在。
2003-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and zero-dimensional polariton spectrum of natural defects in GaAs/AlAs microcavities
本文对分子束外延生长的平面半导体微腔中自然缺陷的结构和光学性质进行了相关研究，这些缺陷显示出Zajac等人报道的局域极化激元谱，Phys.Rev.B85，165309（2012）。利用聚焦离子束（FIB）和扫描电子显微镜（SEM）相结合的缺陷的三维空间结构进行了研究。我们发现，缺陷起源于GaAs层厚度的局部增加。椭圆缺陷的调制高度可达140 nm，圆形缺陷的调制高度可达90 nm，而椭圆缺陷的横向扩展约为2 μ m，圆形缺陷的横向扩展约为4 μ m。GaAs厚度的增加归因于Ga液滴沉积在生长过程中，由于Ga细胞分裂。液滴沉积后，厚度调制横向扩展，同时降低其高度，产生椭圆形到圆形丘的界面和表面。随着生长温度的升高，丘状结构的椭圆率减小，尺寸增大。这表明膨胀与Ga的表面迁移率有关，随着温度的升高，Ga的表面迁移率在[1-10]和[1 - 10]晶向之间增加和减少其各向异性。全面的数据组成的表面轮廓的缺陷测量使用微分干涉衬度（DIC）显微镜，使用FIB/SEM获得的体积信息，和所产生的限制极化激元光谱的表征。
2012-08-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
BAs and boride III-V alloys
砷化硼是III-V族砷化物系列BAs-AlAs-GaAs-InAs中最常被忽略的一员，它的电子结构与硅相似：其γ导带底是类p型（γ_15），而不是类s型（γ_1c），具有类X_1c的间接带隙，其键电荷几乎均匀地分布在晶胞中的两个原子上，表现出近乎完美的共价性。其原因可以追溯到硼中极低的原子p轨道能量，以及相对于大多数其他III-V族化合物，BA中异常强烈的s-s排斥。我们发现出乎意料的价带偏移的BA相对于GaAs和AlAs。BAs的价带最大值（VBM）显著高于AlAs，尽管BAs的键长小得多，GaAs的VBM仅略高于BAs。这些效应是由VBM处阳离子和阴离子状态的异常强烈混合引起的。对于BAs-GaAs合金，我们发现（i）相对较小（~3.5 eV）且与成分无关的带隙弯曲。这意味着，虽然向GaAs中加入少量的氮降低了带隙，但向GaAs中加入少量的硼提高了带隙（ii）导带中的硼“半定域”态（类似于GaN-GaAs合金中的那些），以及（iii）比GaN-GaAs合金中更小的体混合势垒。硼化物III-V合金的独特特性为带隙工程提供了新的机会。
2000-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembled Ge QDs Formed by High Temperature Annealing on GaAs and AlxGa1-xAs (001)
本工作利用分子束外延技术，通过高温原位退火，研究了Ge量子点在AlAs、GaAs和AlGaAs上的自发自组装。通过原子探针断层扫描观察在AlAs上形成的Ge点的形态，其显示直径接近10 nm的近球形量子点，并确认完全不存在润湿层。反射高能电子衍射（RHEED）和原子力显微镜（AFM）的Ge在GaAs和Al 0.3Ga 0.7As表面退火在类似的条件下揭示了量子点形成的逐渐抑制与减少铝含量的缓冲。为了研究使用封装的Ge量子点用于上转换光电转换器件的前景，其中光电流仍然可以从能量小于主机带隙的光子产生，Ge量子点通过MBE嵌入到III-V PIN二极管的有源区中。据观察，数量级更高的短路电流是在光子能量低于GaAs带隙相比，没有Ge量子点的参考PIN二极管。这些结果证明了Ge量子点用于上转换太阳能电池和实现IV族和III-V族半导体的器件质量集成的前景。
2014-10-29 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
Optical properties of potential-inserted quantum wells in the near infrared and Terahertz ranges
我们提出了一个工程的GaAs/AlGaAs量子阱的光学特性，使用AlAs和InAs单层插入。基于扩展基sp 3d 5s * 紧束缚模型，定量研究了单层位置和阱厚度对带间和子带间跃迁的影响。插入的带间跃迁的效果进行了比较与现有的实验数据。至于子带间跃迁，我们表明，在GaAs/AlGaAs量子阱，包括两个AlAs和一个InAs插入，一个三能级{e1，e2，e3 }系统，其中的跃迁能量e3-e2是较低的和跃迁能量e2-e1大于纵向光学声子能量（36 meV），可以与e3-e2跃迁能量广泛可调通过太赫兹范围一起设计。
2016-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit coupling in bulk GaAs
本文用$sp^3s^{\ast}d^5$和$sp^3s^{\ast}$最近邻紧束缚模型研究了GaAs布里渊区的自旋轨道耦合。在$Γ$ -谷中，得到的自旋分裂与实验数据符合得很好.然后，我们进一步明确提出的系数的自旋分裂GaAs $L$和$X$谷。这些结果对自旋电子器件的实现和远离平衡态自旋动力学的研究具有重要意义。
2008-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Localization and band-gap pinning in semiconductor superlattices with layer-thickness fluctuations
本文研究了（AlAs）_n/（GaAs）_n超晶格，在周期n附近厚度随机起伏Δ n。利用三维赝势平面波能带理论，我们表明：（i）任何量的厚度波动Δ n/n导致带边波函数局部化，（ii）对于小的Δ n/n，SL带隙被钉扎在由具有"错误“厚度n + Δ n的单层产生的带隙水平上，（iii）由于单层厚度波动引起的束缚态导致显着的带隙减小，（iv）<001>具有单层厚度波动的AlAs/GaAs SL具有直接带隙，而理想<001>SL在n<4时是间接带隙。
1995-07-27 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Fermi-level pinning in ErAs nanoparticles embedded in III-V semiconductors
本研究通过第一性原理计算，揭示了嵌入不同III-V族半导体的ErAs纳米颗粒的结构与电子特性，明确了其费米能级钉扎规律，为相关纳米复合材料的合理设计提供了理论依据。
2023-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Size-dependent fine-structure splitting in self-organized InAs/GaAs quantum dots
在用金属有机物化学气相沉积法生长的InAs/GaAs单量子点中，观察到激子精细结构分裂随量子点尺寸的系统变化。随着量子点尺寸的增加，分裂从-80增加到多达520 $μ$ eV。小量子点的符号的变化。在八带k.p理论和组态相互作用方法的框架内进行了模型计算。不同来源的精细结构分裂进行了讨论，压电被认为是唯一的效果再现所观察到的趋势。
2006-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin tunneling through an indirect barrier
用紧束缚方法研究了GaAs/AlAs/GaAs异质结中沿[001]方向的自旋相关隧穿.隧穿的特征在于在势垒中$Γ$和$X$点处的Dresselhaus哈密顿量的比例以及Fano共振。目前的结果表明，大的自旋极化，可以获得显着超过自旋分裂的能量窗口。我们还制定了两个条件，是必要的存在的能量窗口与大的偏振。
2006-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Heavy-hole band splitting observed in mobility spectrum of p-type InAs grown on GaAs substrate
在5 ~ 300 K和15 T磁场范围内，用分子束外延（MBE）方法在GaAs衬底上生长了高质量的铍掺杂InAs层，并对其进行了磁输运测量和高分辨率定量迁移率谱分析。层的均匀性和掺杂浓度已证明通过HR-SIMS。结果表明，在55 K以下，四沟道电导率和最密集的类孔沟道的基本分裂。从QMSA结果得出的多层模型已与nextnano模拟进行了比较。
2019-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Conduction Band Spin Splitting in GaAs from First Principles Calculations
本文采用最近发展起来的自洽GW近似，对GaAs在[110]应变下导带自旋分裂进行了第一性原理计算。自旋-轨道相互作用作为相对论性哈密顿量的微扰被考虑。这些是第一次计算的导带自旋分裂变形下的准粒子方法的基础上，因为自洽GW计划准确地再现了相关的带参数，预计将是一个可靠的预测自旋分裂。我们还讨论了[110]应变下的自旋弛豫时间，并表明它具有面内各向异性，可以利用它来获得实验导带自旋分裂的大小和符号。
2008-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Ex-situ control of fine-structure splitting and excitonic binding energies in single InAs/GaAs quantum dots
系统地研究了退火对单个InAs/GaAs量子点电子性质的影响。我们能够记录单量子点阴极射线发光光谱，并跟踪一个和相同的量子点在几个步骤的退火的演变。一个系统的减少激子精细结构分裂的报告。此外，不同激子复合物的结合能变化剧烈。结果解释的电子和空穴波函数的形状和相互位置的变化。
2006-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Conquer the fine structure splitting of excitons in self-assembled InAs/GaAs quantum dots via combined stresses
消除自组装量子点中激子的精细结构分裂是产生高质量纠缠光子对的关键。结果表明，在单轴应力下，频率选择表面存在一个下限。在这封信中，我们表明，在一般的自组装InGaAs/GaAs量子点激子的FSS可以完全抑制沿[110]和[010]方向的组合应力。原子经验赝势计算证实了这一结果。对于我们研究的所有量子点，FSS可以被调谐到非常小（$<$ 0.1 $μ$ eV），这对于高质量的纠缠光子发射是足够小的。
2012-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Control of fine-structure splitting and excitonic binding energies in selected individual InAs/GaAs quantum dots
系统地研究了退火对单个InAs/GaAs量子点电子性质的影响。单量子点阴极射线发光光谱记录跟踪的演变，同一个量子点在几个步骤的退火。观察到退火后激子精细结构分裂的大幅减少。此外，不同激子复合物的结合能变化剧烈。将计算结果与八带k.p理论和组态相互作用方法的模型计算结果进行了比较，表明电子和空穴的波函数形状和相对位置发生了变化。
2007-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical control of spin-orbit splitting in GaAs and InGaAs epilayers
利用时间分辨克尔旋转谱测量了GaAs和InGaAs外延层中自旋分裂能随抽运-探测距离、电压和磁场的变化。样品的应变可以在低温恒温器中使用机械虎钳施加的三点和四点弯曲进行可再现地控制。我们发现，自旋分裂的幅度与所施加的张力和电压线性增加。一个应变漂移扩散模型是用来与测量的自旋轨道分裂的样品中的应变量的大小。
2006-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculations of spin tunneling through an indirect barrier
本文采用完全相对论性的格林函数方法研究了自旋相关的GaAs/AlAs/GaAs异质结沿[100]方向的隧穿。该方法基于线性Muffin Tin轨道，并且在局域密度近似（LDA）中在密度泛函理论（DFT）内。我们发现我们的{ \it ab-initio}计算结果与我们以前的经验紧束缚模型[Phys. Rev. { \bf B}，075313（2006）]的预测吻合得很好。此外，我们显示的$k_{||}$依赖的自旋极化，我们以前没有包括在模型中。{ \it ab-initio}计算表明，由于带的非抛物线性，透射率和自旋极化具有很强的$k_{||}$依赖性。在$k_{||}$ = 0.03 $2π/a$时，发现8个AlAs单层势垒的自旋极化率为25- 50%的大窗口.我们的计算清楚地表明，具有显着的自旋极化的能量窗口的外观主要取决于传输共振和相应的零点的位置，而不是在势垒中的自旋分裂的大小。
2009-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Control of spin coherence in $n$-type GaAs quantum wells using strain
研究表明，在适当的条件下，体反转非对称型应变诱导的自旋轨道耦合可以有效地改善（001）GaAs量子阱中的Dresselhaus自旋分裂，使自旋寿命提高两个数量级，达到纳秒量级.在不同的条件下，如温度，电场和电子密度的自旋退相时间的应变操纵的效率进行了详细的研究。
2005-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Zeeman energy and anomalous spin splitting in lateral GaAs quantum dots
研究了具有自旋轨道相互作用的抛物型二维量子点在水平磁场作用下的能级分裂。由自旋-轨道耦合引起的特征是零场能隙的出现以及依赖于电子态和量子点平面中磁场的取向的能量分裂。这些量子点性质可以用来确定Rashba和Dresselhaus的自旋轨道强度
2004-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the electronic structure of self-assembled InGaAs/GaAs quantum dots on height and composition
虽然自组装In_{1-x} Ga_{x} As/GaAs点的电子和光谱性质取决于它们的形状、高度和合金成分，但这些特性通常不能从实验中准确地知道。这造成了一个困难，比较测量的电子和光谱性质与计算的。由于简化的理论模型（有效质量，k.p，抛物线模型）不能完全传达形状，尺寸和组成对电子和光谱特性的影响，我们通过提供准确的计算结果作为点高度和组成的函数来弥合差距。主要成果如下。(i)不管高度和成分如何，电子能级形成了几乎简并态的壳层。相比之下，空穴能级仅在平点和最高空穴能级（HOMO）附近形成壳。(ii)在合金点中，电子的“s-p”分裂对高度的依赖很弱，而"p-p“分裂则非单调地依赖。在非合金InAs/GaAs点，这两个分裂依赖于弱的高度。对于合金点中的空穴，"s-p“分裂随高度的增加而减小，而" p-p”分裂几乎保持不变。浅的、非合金的点具有几乎相同大小的“s-p”分裂，而"p-p“分裂更大。(iii)随着高度的增加，HOMO的波函数的“s”和“p”特征变得混合，重空穴和轻空穴的特征也是如此。(iv)在合金点中，低位空穴态位于点内部。值得注意的是，在非合金化的InAs/GaAs点，这些国家成为本地化的界面高度增加。这种局部化是由纳米结构中存在的双轴应变驱动的。
2005-02-16 cond-mat.mtrl-sci
We present self-assembly of InAs/InAlAs quantum dots by droplet epitaxy technique on vicinal GaAs(111)A substrates. The small miscut angle, while maintaining the symmetries imposed to the quantum dot from the surface, allows fast growth rate thanks to the presence of preferential nucleation sites at the step edges. A 100 nm InAlAs metamorphic layer with In content > 50% is already almost fully relaxed with a very flat surface. The quantum dots emit at the 1.3 μm telecom O-band with the fine structure splitting as low as 16 μeV, thus making them suitable as photon sources in quantum communicati…
2021-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theoretical analysis of influence of random alloy fluctuations on the opto-electronic properties of site-controlled (111)-oriented InGaAs/GaAs quantum dots
本文采用$sp^3d^5s^* $紧束缚模型研究了（111）面位控InGaAs/GaAs量子点的电子和光学性质。特别注意的是随机合金波动的影响，确定在这些系统中的精细结构分裂的关键因素。使用纯InAs/GaAs量子点作为参考系，我们表明，自旋轨道耦合和双轴应变效应的组合可以导致相当大的自旋分裂效应在这些系统中。在此基础上，研究了InAs含量为2 5%的InGaAs/GaAs合金量子点。我们的分析表明，随机合金波动对（111）取向的InGaAs/GaAs量子点的电子和光学性质的影响强烈减少的横向尺寸的点的增加和接近现实的尺寸。例如，光学矩阵元件在（111）生长平面中显示出几乎消失的各向异性。此外，与标准（100）取向的InGaAs/GaAs系统相比，所考虑的系统中的传导和价带混合效应被大大降低。所有这些因素都有力地表明，在位控（111）取向的InGaAs/GaAs量子点中，精细结构分裂减少。因此，我们得出结论，具有现实的（50-80纳米）的基础长度的量子点代表有前途的候选人的偏振纠缠光子产生，与最近的实验数据相一致。
2016-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Giant Zeeman splitting of light holes in GaAs/AlGaAs quantum wells
我们发展了半导体量子阱中光空穴纵向$g$因子的理论。结果表明，光洞$g$ -因子的绝对值可以强烈地超过它的值在体，而且，塞曼分裂的依赖于磁场在相对较低的领域成为非线性。在GaAs/AlGaAs型结构中，这些效应由接地轻空穴子带$lh1$与第一激发重空穴子带$hh2$的接近度决定。在考虑磁场诱导的$lh1$和$hh2$状态的混合以及这些状态在异质界面处的混合的Luttinger哈密顿量的框架中执行特定的计算，后者由化学键各向异性引起。本文还提出了光在量子阱中的磁致反射和透射理论。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analysis of the Transport Process Providing Spin Injection through an Fe/AlGaAs Schottky Barrier
通过反向偏压Fe/AlGaAs肖特基接触的电注入，在GaAs量子阱中获得了32%的电子自旋极化。使用Rowell标准的传输数据的分析表明，单步隧穿是占主导地位的传输机制。的电流-电压数据显示了一个明确的零偏置异常和声子签名对应的GaAs类和AlAs类的光电子声子模式的AlGaAs势垒，提供了进一步的证据隧穿。这些结果提供了几个理论分析的实验确认，表明隧穿使显着的自旋注入从金属到半导体。
2003-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Valence band splitting in bulk dilute bismides
用密度泛函理论计算了不同原子组态和Bi浓度的GaAs $_{1-x}$ Bi $_x$体系的电子结构.结果表明，在$Γ$点处，轻空穴带和重空穴带之间存在Bi诱导的劈裂.我们发现我们的计算分裂和实验数据之间有很好的一致性。分裂的大小强烈地依赖于Bi原子的局部排列，但不依赖于超晶胞的单向晶格常数。通过固定面内晶格常数，研究了GaAs衬底上外延生长引起的外应变的附加影响。
2017-09-28 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
Spatial Imaging and Mechanical Control of Spin Coherence in Strained GaAs Epilayers
利用时间分辨克尔旋转、光致发光和光探测核磁共振谱研究了单轴拉伸应变对n型GaAs外延层自旋相干性的影响。带隙，电子自旋寿命，电子g因子，和核四极分裂同时成像超过毫米级面积的外延层连续变化的应变值。全光学核磁共振技术允许在使用常规光学检测的核磁共振不容易寻址的场状态中访问应变诱导的核四极共振分裂。
2005-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron self-energy and effective mass in a single heterostructure
本文用格林函数方法研究了单异质结中电子的自能和有效质量。对GaAs/AlAs异质结的电子自能和有效质量进行了数值计算。结果表明，电子的自能（有效质量），包括电子与界面光学声子和半三维LO声子耦合的能量，随着电子与界面距离的增加，从界面极化子的自能单调增加（减少）到三维体极化子的自能.
2002-05-21 cond-mat.mtrl-sci
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
Role of linear and cubic terms for the drift-induced Dresselhaus spin-orbit splitting in a two-dimensional electron gas
通过测量面内电场对GaAs/AlGaAs和InGaAs/GaAs（001）量子阱中二维电子气自旋旋进频率的影响，测量了二维电子气的Dresselhaus自旋轨道相互作用（SOI）.测量的自旋轨道诱导的自旋分裂是线性的漂移速度，即使在该政权的立方Dresselhaus SOI是重要的。我们所测得的分裂Dresselhaus耦合参数，量子阱限制，费米波数和应变效应。由此，定量地确定耦合参数，包括其符号。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
