Spin-dephasing anisotropy for electrons in a diffusive quasi-1D GaAs wire
我们提出了一个数值研究的电子自旋系综的退相扩散准一维GaAs线由于D 'yakonov-Perel'自旋退相机制。当线的宽度小于自旋旋进长度，Rashba和线性Dresselhaus自旋轨道场的强度相等时，发现线的自旋退相受到很强的抑制，这种抑制表现出对线相对于晶格的取向的很强的依赖性。现实情况下的相关性进行评估，通过研究这种效果如何降低偏离强度的Rashba和线性Dresselhaus字段，并列入三次Dresselhaus长期。
2008-10-08 cond-mat.mes-hall
Electrical resistance associated with the scattering of optically oriented electrons in n-GaAs
本文报道了n-GaAs中光取向电子流经样品时由中性施主自旋相关散射引起的异常磁电阻效应，并证明该效应对自旋极化符号呈偶对称，揭示了自由电子与局域电子自旋的关联。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall
Observation of orientation- and $k$-dependent Zeeman spin-splitting in hole quantum wires on (100)-oriented AlGaAs/GaAs heterostructures
我们研究了高迁移率未掺杂（100）取向的AlGaAs/GaAs异质结构中沿$[011]$和$[01\bar{1}]$晶轴取向的空穴量子线中的塞曼自旋分裂。我们的数据表明，自旋分裂可以切换“开”（有限的$g^{*}$）或“关”（零$g^{*}$）通过旋转场从平行到垂直的方向相对于线，和线的属性是相同的两个方向相对于晶轴。我们还发现，平行取向的$g$ -因子随着线变窄而减小。这与电子量子线相反，在电子量子线中，随着线变窄，交换效应增强了$g$因子。这是$k$依赖塞曼分裂的证据，塞曼分裂是由空穴的自旋3/2性质引起的。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall
Electron g-factor determined for quantum dot circuit fabricated from (110)-oriented GaAs quantum well
半导体量子点电路的衬底取向的选择提供了定制自旋电子学性质的机会，例如用于特定功能的g因子。在这封信中，我们演示了一个由（110）取向GaAs量子阱制作的少电子双量子点电路的工作。我们估计面内电子g因子从增强的点间隧穿（泄漏）电流接近零磁场的配置文件。由于泡利不相容而导致的自旋阻断可以阻断点间隧穿。然而，由于电子自旋状态和主体材料的核自旋之间的超精细相互作用介导的自旋触发器过程，这种阻断变得不活跃。对于平行于方向[11（bar）0]的磁场，g因子的绝对值约为0.1，比由广泛使用的标准（001）GaAs衬底上生长的材料制成的可比电路的g因子低约四倍，并且与通过纯光学手段确定的在（110）GaAs衬底上生长的量子阱结构的报告值一致。
2021-11-14 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of spin-orbit induced electron spin relaxation in [001] and [111] grown GaAs quantum dots
本文系统地研究了GaAs量子点单电子塞曼子能级间的自旋弛豫各向异性。QD经受面内磁场。随着磁场方向的变化，弛豫率周期性地振荡，显示出弛豫率被抑制几个数量级的“神奇”角度。这种行为在具有不同形状、高度、晶体学取向和外场的量子点中被发现。这些角度的起源可以追溯到哈密顿量的自旋混合项的对称性。在[001]生长的量子点中，Rashba和Dresselhaus自旋轨道项的抑制角是不同的。相比之下，在[111]生长的量子点中，它们是相同的，这应该有助于彻底抑制自旋轨道诱导的弛豫。我们的研究结果表明，立方Dresselhaus条款发挥关键作用，在确定自旋弛豫各向异性，即使在准二维量子点。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of site-controlled (111)-oriented zinc-blende InGaAs/GaAs quantum dots calculated using a symmetry adapted $\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$ Hamiltonian
在本工作中，我们提出并评估了一个（111）旋转的八带$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$哈密顿量的锌铟镓晶格的位置控制的InGaAs/GaAs量子点沿[111]方向生长的电子性质进行研究。我们推导出包含应变和压电势的旋转哈密顿量。结合我们以前制定的（111）取向的连续弹性模型，我们采用这种方法来研究一个现实的网站控制（111）生长的InGaAs量子点的电子特性。我们将这些研究与单带有效质量和八带$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$模型的评估相结合，以研究这些模型描述（111）生长的锌量子点的电子性质的能力。此外，在这样的系统中的极化电位的二阶压电贡献的影响进行了研究。与使用常规（001）取向模型进行的计算相比，现在可以以显著降低的计算成本来实现对在（111）取向表面上生长的纳米结构的电子结构的描述。
2013-11-11 cond-mat.mes-hall
Electric field control of spin-orbit splittings in GaAs/AlGaAs coupled quantum wells
研究了n-i-nGaAs/AlGaAs耦合量子阱中的电子自旋动力学。电子自旋退相时间测量作为一个功能的外部电偏压下的共振激发的1 sHH阱内激子使用时间分辨克尔旋转技术。研究发现，由于结构反转不对称性和体反转不对称性的干扰，电子自旋退相时间各向异性很强。这种各向异性被证明是由电偏压控制。对电子自旋退相时间各向异性进行了理论分析。Rashba和Dresselhaus自旋分裂的比例作为施加偏压的函数进行了研究。
2008-04-09 cond-mat.mes-hall
Tuning of few-electron states and optical absorption anisotropy in GaAs quantum rings
本文从理论上研究了在Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）和Dresselhaus自旋轨道相互作用（DSOI）存在下，GaAs量子环（QR）的电子和光学性质。采用组态相互作用（CI）方法精确计算了多电子QR的本征值和本征态。我们的数值计算结果表明，由RSOI和DSOI诱导的对称性破缺导致了多电子态的各向异性分布。库仑相互作用提供了额外的调制的电子分布，从而在量子环的光吸收指数。通过调节量子环中的磁场/电场和/或电子数，可以显著改变其光学性质。我们的理论提供了一种新的方法来控制多电子态和QR的光学性质的混合调制或仅通过电气手段。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation anisotropy in a GaAs quantum dot
我们报道了基态为1/2的GaAs量子点中的电子自旋弛豫时间T1在面内磁场的方向上具有180度的周期性。这种周期性已被预测为圆形的点，由于相互作用的Rashba和Dresselhaus自旋轨道的贡献。与这一预测不同的是，当磁场沿[1 - 10]和[1-10]晶向时，T1中的极值并不出现。这种偏离归因于椭圆形点限制势。当旋转3特斯拉的磁场时，T1的变化超过一个数量级，魔角达到约80 ms。我们从数据中推断，在我们的设备中，Rashba和Dresselhaus常数的符号是相反的。
2014-09-03 cond-mat.mes-hall
Highly anisotropic commensurability oscillations in two-dimensional holes at the GaAs/AlGaAs (311)A interface
对生长在GaAs（311）A衬底上的GaAs/AlGaAs二维空穴系统的可伸缩性振荡进行了测量，发现了显著的各向异性：沿[ $\bar{2}$ 33]方向的可伸缩性振荡幅度比沿[01 $\bar{1}$ ]方向的可伸缩性振荡幅度大100倍.然而，对于在类似界面处的二维电子系统，我们观察到几乎各向同性的振荡，这表明异常各向异性是GaAs二维空穴在（311）A界面处固有的。
2000-09-22 cond-mat.mes-hall
Fermi Contour Anisotropy of GaAs Electron-Flux Composite Fermions in Parallel Magnetic Fields
在GaAs量子阱中的高质量二维电子中，在朗道能级填充因子$ν=$ 1/2和1/4附近，我们观察到了具有单向周期性密度调制的电子通量复合费米子回旋加速器轨道的可重复性特征.集中在$ν=1/2$附近的数据，我们直接和定量地探测复合费米子的回旋轨道的形状，因此，他们的费米轮廓，作为一个函数的磁场（$B_{||}$）平行于样品平面施加。随着$B_{||}$的增加，复合费米子费米轮廓变得严重扭曲，并且看起来是椭圆形的，与电子费米轮廓形成鲜明对比，电子费米轮廓随着系统在高$B_{||}$下变得双层状而分裂。我们提出了一个简单的定性模型来解释我们的研究结果。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall
Anisotropy and suppression of spin--orbit interaction in a GaAs double quantum dot
利用时间分辨电荷探测技术测量了GaAs基双量子点的自旋翻转隧穿速率。这样的过程发生在泡利自旋封锁制度与两个电子占据双量子点。本文提出了调整自旋翻转隧穿率的方法，一方面可以测量Rashba和Dresselhaus的自旋轨道系数。另一方面，它们可以以高开/关比打开和关闭SOI的效果。通过选择相对于晶轴的隧穿方向的对准，以及通过选择相对于自旋-轨道磁场的外部磁场的取向，来实现调谐。在接近1 kHz的隧道速率下实现了10 s的自旋寿命。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance of individual ferromagnetic GaAs/(Ga,Mn)As core-shell nanowires
我们调查，角度依赖，磁电阻（MR）的个人自组装的铁磁GaAs/（Ga，Mn）As核壳纳米线在低温下。MR迹线的形状和在运输中观察到的强各向异性可以归因于负磁阻效应和强单轴各向异性的相互作用，磁易磁化方向指向沿线轴。基于通常用于描述铁磁共振现象的有效磁场的概念，可以通过定量分析来很好地描述磁阻。我们调查的纳米线表现出单轴各向异性，这是约5倍以上的应变诱导的各向异性光刻制备的（Ga，Mn）As条纹。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
Observation of oscillating $g$-factor anisotropy arising from strong crystal lattice anisotropy in GaAs spin-3/2 hole quantum point contacts
许多现代的基于自旋的器件依赖于自旋-轨道相互作用，其对主体半导体异质结构高度敏感，并且根据晶体方向、晶体不对称性（Dresselhaus）和量子限制不对称性（Rashba）而显著变化。一维量子点接触是一种强有力的工具，通过对空穴$g$因子的影响来探测自旋轨道相互作用的能量和方向依赖性。在这项工作中，我们调查的立方晶体不对称性在驱动振荡的面内孔$g$因子各向异性的量子点接触时，相对于晶轴旋转的作用，我们能够分离的贡献所产生的塞曼哈密顿Rashba和立方晶体不对称性自旋轨道相互作用。平面内的$g$ -因子被发现是非常敏感的量子点接触的取向，改变由$5$的一个因素时，由$45^{\circ}$旋转。这种特别强的晶格各向异性的面内塞曼分裂不能解释内轴对称的理论模型。理论建模的基础上结合Luttinger，Rashba和Dresselhaus哈密顿，我们在这里使用揭示了新的自旋轨道贡献的面内孔$g$ -因子，并提供了一个很好的协议与我们的实验数据。
2022-11-07 cond-mat.mes-hall
Confinement symmetry, mobility anisotropy, and metallic behavior in (311)A GaAs 2D holes
本文研究了GaAs衬底（311）A表面上生长的GaAs量子阱中的二维空穴系统。这种样品表现出面内迁移率各向异性。在恒定的二维空穴密度，我们改变量子阱电位的对称性，并测量沿两个不同的电流方向的电阻率的温度依赖性，在一个制度中，样品表现出金属行为。对称性对金属的行为有重要的影响。此外，沿两个迁移率方向的电阻率的温度依赖性之间的差异指向特定的散射机制是重要的金属行为的表达。
2000-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic Fermi Contour of (001) GaAs Holes in Parallel Magnetic Fields
本文报道了平行磁场在高迁移率（001）GaAs二维空穴系统中引起的自旋相关的费米轮廓各向异性。利用表面应变诱导的单向周期性势调制所产生的可伸缩性振荡，我们直接探测了两个自旋子带费米轮廓的各向异性。它们的面积是从舒布尼科夫-德哈斯振荡的傅里叶变换中得到的。我们的研究结果是在半定量协议的能带的无参数计算的结果。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall
New Anisotropic Behavior of Quantum Hall Resistance in (110) GaAs Heterostructures at mK Temperatures and Fractional Filling Factors
在8mK的极低温度下进行了高迁移率（110）GaAs异质结的输运实验。在较高的朗道能级，我们观察到的输运各向异性，承担一些相似的是已经看到的半奇数填充（001）取向基板。此外，我们报告的第一次观察到的最低朗道能级内的传输各向异性。这种显著的新各向异性与电流方向无关，而取决于磁场的极性。
2003-12-11 cond-mat.mes-hall
Ultrafast magneto-photocurrents as probe of anisotropy relaxation in GaAs
我们利用飞秒光激发在暴露于磁场中的GaAs晶体中诱导出超快光电流。磁光电流的时间分辨检测同时发射的太赫兹辐射进行了研究。我们发现，它们的动力学与其他光电流的动力学有很大的不同，这些光电流预计将遵循光强的时间形状。我们将这种差异归因于载流子各向异性弛豫对磁光电流的影响。我们的测量结果表明，在两个不同的时间尺度上发生的各向异性弛豫$10^{16}$ cm $^{-3}$和$5 \times 10^{17}$ cm $^{-3}$之间的载流子密度。慢时间常数约为100 fs，很可能受电子-声子散射的影响，而快时间常数约为10 fs，可能与价带有关。我们的研究不仅有助于更好地理解光感应电流的微观起源，但-更重要的是-表明磁光电流可以作为新的探头的各向异性弛豫GaAs。该技术适用于所有非中心对称的体半导体。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anisotropic Zeeman splitting in p-type GaAs quantum point contacts
利用低温电导谱测量了p型GaAs/AlGaAs异质结量子点接触的面内和面外磁场取向下一维子带的塞曼分裂。所得到的面内g因子与以前的量子线实验定性一致，而定量差异可以理解为增强的准一维约束各向异性。讨论了约束势对各向异性的影响，并得到了面外g因子的估计，与以前的实验相比，更接近理论预测。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall
Magnetically induced spin-dependent photoemission from p-GaAs(Cs,O) into vacuum
在垂直于表面的磁场中，实验观察到p-GaAs（Cs，O）中光取向电子的自旋相关发射。这一现象的模型内，考虑到跳跃的电子g因子在磁控管真空界面解释。由于这种跳跃，半导体表面上的有效电子亲和势取决于光学取向的电子自旋和磁场的相互方向，导致自旋相关的光电发射。结果表明，所观察到的效应可用于确定半导体中的自旋扩散长度。
2008-05-24 cond-mat.mes-hall
Spin splitting of electron states in lattice-mismatched (110)-oriented quantum wells
我们发现，对于晶格失配的锌-锗-型（110）生长量子阱，应变诱导的自旋轨道耦合对电子子带的零磁场自旋劈裂有重要贡献。结合包络函数理论和原子紧束缚方法，我们计算了实际量子阱的自旋轨道分裂常数。结果表明，在常规GaAs/AlGaAs结构中，由于晶格失配引起的应变可以显著地改变自旋分裂，而在InGaAs/GaAs结构中，它起着重要的作用，甚至可以改变自旋分裂常数的符号。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall
Magnetic Anisotropy of Single Mn Acceptors in GaAs in an External Magnetic Field
研究了外加磁场对GaAs（110）面附近单个Mn受主空穴态物理性质的影响。受体局域态密度（LDOS）的横截面扫描隧道显微镜图像表明，强各向异性空穴波函数不受高达6 T的磁场的显著影响。这些实验结果支持的理论计算的基础上紧束缚模型的Mn受主在GaAs。对于Mn受体的（110）表面和下面的亚表面，我们发现，施加磁场修改显着的磁各向异性景观。然而，受主空穴波函数强烈地局限于Mn周围，并且LDOS与Mn的磁矩方向完全无关。另一方面，对于放置在表面下方的较深层上的Mn受体，受体空穴波函数更加离域，并且相应的LDOS对Mn磁矩的方向更加敏感。然而，这些磁性杂质的磁各向异性能量很大（高达15 meV），并且10 T的磁场几乎不能改变形貌并使Mn磁矩的方向远离其易磁化轴旋转。我们预测，需要大得多的磁场，以观察一个显着的场依赖性的杂质位于几层以下的GaAs表面的隧穿电流。
2013-04-22 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
Impact of the modulation doping layer on the ν=5/2 anisotropy
我们对一系列高质量GaAs量子阱在朗道能级填充因子ν=5/2时的倾斜磁场感生各向异性进行了系统的研究，其中调制掺杂层与GaAs量子阱之间的缩进距离（d）从33 nm变化到164 nm。我们已经观察到，在最小d的样品中，当面内磁场（B_{ip}）平行于[1-10]晶体学方向时，电子输运是各向异性的，但当B_{ip} // [110]时，电子输运或多或少保持各向同性。相反，在最大d的样品中，电子输运在两个结晶方向上都是各向异性的。我们的结果清楚地表明调制掺杂层在倾斜场诱导的ν=5/2各向异性中起着重要的作用。
2015-04-01 cond-mat.mes-hall
Polarization anisotropy of the emission from type-II quantum dots
我们研究了II型GaAsSb覆盖的InAs量子点发射的偏振响应。在k.p框架下计算了单粒子态的重叠积分，给出了理论预言。这是验证实验偏振分辨光致发光测量样品与II型限制。我们表明，极化各向异性可以用来找到垂直位置的空穴波函数和它的取向相对于样品的晶轴。提出了一种在信息技术中作为室温光子门工作在通信波长的建议，以及一个简单的模型来估计II型GaAsSb覆盖的InAs量子点的精细结构分裂的能量。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall
Optical orientation of Mn^2+ ions in GaAs
本文报道了在弱纵向磁场（B <= 100 mT）作用下Mn ^2+在GaAs中的光学取向。使用自旋翻转拉曼散射光谱直接评估25%的锰自旋极化。Mn^2+的动态极化是由于与光学取向的导带电子的s-d交换相互作用而发生的。时间分辨光致发光揭示了非平凡的电子自旋动力学，其中取向的Mn^2+离子倾向于稳定电子自旋。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quadrupolar and anisotropy effects on dephasing in two-electron spin qubits in GaAs
理解半导体中电子自旋由于与核自旋的相互作用而产生的退相干是一个基本的兴趣，因为它们实现了中心自旋模型，并且对于使用电子自旋作为量子比特具有实际意义。有趣的效应来自于核自旋与电场梯度的四极相互作用，这已被证明可以抑制扩散核自旋动力学。因此，人们可能会期望它们增强电子自旋相干性。在这里，我们实验表明，对于栅极定义的GaAs量子点，核拉莫尔进动的四极展宽也可以减少电子自旋相干由于更快的去相关的横向核场。然而，这种影响可以消除适当的磁场方向。此外，我们观察到一个额外的调制自旋相干性，可以归因于各向异性电子$g$张量。这些结果完成了我们对门控量子点失相的理解，并指出了缓解策略。它们还可能有助于解开相关系统中无法解释的行为，如自组装量子点和III-V纳米线。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fabrication of Flexible Oriented Magnetic Thin Films with Large in-plane Uniaxial Anisotropy by Roll-to-roll Nanoimprint Lithography
在这里，我们报告了在柔性衬底上的基于铁纳米带的致密磁性薄膜的晶圆级制造及其磁各向异性特性。我们发现，铁纳米条纹表现出大的面内单轴各向异性和近平方的磁滞回线的能量积（BH）最大超过3 MGOe在室温下。采用卷对卷（R2R）紫外纳米压印技术在70 nm柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）光栅上制备了高密度Fe纳米带。观察到的大的面内单轴各向异性沿纳米条纹的长尺寸归因于形状。温度相关的磁滞测量证实，非相干旋转反转过程驱动的磁化反转。
2015-07-19 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled spin-orbit interaction in a parabolic GaAs/AlGaAs quantum well
我们研究的自旋-轨道相互作用的可调谐性在一个二维电子气的前，背栅电极通过监测漂移电子的自旋进动频率使用时间分辨克尔旋转。Rashba自旋分裂可以通过门偏置来调节，而我们发现一个小的Dresselhaus分裂，它仅弱依赖于门。我们确定的两个组件的绝对值和符号，并表明零Rashba自旋分裂的各向异性的自旋退相率消失。
2009-07-14 cond-mat.mes-hall
Piezoelectric mechanism for the orientational pinning of bilayer Wigner crystals and stripes in a GaAs matrix
我们研究了GaAs矩阵中二维电子层中维格纳晶体和条纹的取向钉扎的声子机制。我们发现双层Wigner晶体在（001）、（111）、（0-11）和（311）界面上的取向随层间距离的变化关系，并确定了多畴结构出现的参数区域。对于位于靠近（001）面的电子层中的条纹态，我们表明压电和形变势相互作用之间的干涉可能是导致条纹沿[110]方向择优取向的原因。对于（001）界面上的双层系统，我们预测了电阻各向异性的抑制。
2002-01-10 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit splitting and effective masses in p-type GaAs two-dimensional hole gases
我们目前的磁输运测量嵌入在[001]取向衬底上生长的碳掺杂p型GaAs/AlGaAs异质结的二维空穴气体。在Shubnikov-de Haas振荡中明显的跳动模式证明了在所研究的设备中存在强的自旋-轨道相互作用。我们通过测量不同空穴密度下Shubnikov-de Haas振荡的温度依赖性来估计自旋轨道分裂子带的有效质量。较轻的重空穴有效质量不依赖于能量，而较重的重空穴有效质量则具有显著的能量依赖性，表明价带具有较强的自旋-轨道诱导非抛物性.测量的有效质量与自洽的数值计算定性一致。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall
High mobility two-dimensional hole system in GaAs/AlGaAs quantum wells grown on (100) GaAs substrates
本文报道了用分子束外延技术在GaAs（100）面上生长的GaAs/AlGaAs量子阱中的高迁移率二维空穴系统（2DHS）的输运性质。量子阱调制掺杂碳利用一种新的电阻丝源。在T=0.3K，载流子密度p= 1 × 10^11cm ^-2时，迁移率达到10^6cm ^2/Vs。当载流子密度p= 10^11 cm ^-2时，迁移率是量子阱宽度的非单调函数。对于15 nm阱，迁移率峰值为10^6cm^2/Vs，并且对于这些（100）样品，对于更小和更大的阱宽度，迁移率都降低。迁移率各向异性被发现是小的。沿（0 \bar 11）方向的迁移率比沿（011）方向的迁移率高约20%。此外，低温载流子密度被发现具有低的光敏感性。在T=4.2K的红光照射下，空穴密度仅增加~10%。在为3.6x10^10cm^-2的较低载流子密度设计的结构中，在T= 15 mK时实现了800，000 cm ^2/Vs的迁移率。
2005-01-24 cond-mat.mes-hall
Selective etching of (111)B-oriented $Al_x Ga_{1-x} As$-layers for epitaxial lift-off
GaAs-（111）纳米结构具有二次谐波效应，是非线性光学的一种新型结构单元。这样的结构可以通过外延剥离，采用含铝层的选择性蚀刻和随后转移到玻璃基板制造。在这篇文章中，研究了在10%氢氟酸中用不同铝浓度（x=0.5至1.0）选择性蚀刻（111）B取向的$Al_x Ga_{1-x}As$牺牲层（10 nm至50 nm厚），并与标准（100）取向结构进行了比较。牺牲层越薄且铝含量越低，横向蚀刻速率越低。对于这两个方向，横向蚀刻速率是在相同的数量级，但存在一些定量差异。此外，外延剥离，转移，和薄（111）B-取向的GaAs膜的纳米图案化被证明。原子力显微镜和高分辨X射线衍射测量表明，转移的GaAs-（111）薄膜具有高的结构质量。
2021-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Novel critical field in magneto-resistance oscillation of 2DEG in asymmetric GaAs/AlGaAs double wells measured as a function of the in-plane magnetic field
我们研究了在标准异质结的GaAs缓冲区中，由远离界面生长的薄AlGaAs势垒形成的强非对称双阱结构的磁阻。在平行于电子层取向的磁场中，磁阻表现出与较高占据子带的减少以及与场诱导过渡到去耦双层相关联的振荡。此外，增加的场将电子从三角形阱转移到矩形阱，并且在足够高的场值下，三角形阱被清空。因此，电子系统变成单层，这导致电子态密度的急剧阶跃和磁阻曲线的附加最小值。
2001-06-21 cond-mat.mes-hall
Strong Transport Anisotropy in a Ge/SiGe Quantum Well in Tilted Magnetic Fields
我们报道了Ge/SiGe量子阱中二维空穴气的强输运各向异性，这种各向异性只有在垂直和面内磁场同时存在时才出现。沿面内场和垂直于面内场测量的电阻比可以超过$3\times 10^4$。各向异性发生在填充因子的宽范围内，其中其{ \em主要}由倾斜角确定。在没有面内场的情况下缺乏显著的各向异性、容易的可调谐性以及对较高温度和填充因子的持久性将这种各向异性与GaAs/AlGaAs中的双相分开。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall
Tunneling anisotropic magnetoresistance and spin-orbit coupling in Fe/GaAs/Au tunnel junctions
本文报道了在外延金属半导体系统Fe/GaAs/Au中观察到的隧穿各向异性磁电阻效应。所观察到的电阻的两重各向异性可以通过反转偏置电压来切换，这表明该效应源于界面处的自旋-轨道耦合的干涉。相应的模型计算再现实验结果非常好。
2006-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of the sign of the g-factor in a GaAs hole quantum point contact
研究了（311）取向GaAs-AlGaAs异质结上量子点接触（QPC）中一维空穴子带的塞曼分裂.传输测量可以确定g因子的大小，但通常不能确定符号。在这里，我们使用倾斜场和孔g张量中唯一的非对角元素的组合来直接检测g* 的符号。我们不仅能够调整的幅度，但也通过电气手段，这是感兴趣的自旋电子学应用的g因子的符号。此外，我们从理论上表明，g* 的行为可以解释的自旋轨道相互作用的动量依赖性。
2017-02-27 cond-mat.mes-hall
Suppressed spin dephasing for 2D and bulk electrons in GaAs wires due to engineered cancellation of spin-orbit interaction terms
我们报道了GaAs/AlGaAs异质结系统中蚀刻线中准一维电子系综自旋退相抑制的研究。时间分辨的克尔旋转测量显示抑制，这是最明显的线沿[110]晶体方向。这是由于自旋轨道场的强各向异性而增强的抑制的指纹，当Rashba和Dresselhaus贡献被设计为相互抵消时，可能会发生这种情况。令人惊讶的观察是，这种抑制自旋退相的机制不仅对异质结量子阱中的电子有效，而且对更深的体层中的电子也有效。
2010-04-15 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit anisotropy measured using ballistic spin resonance
由于弹道自旋共振，自旋弛豫可以在二维电子气的窄通道中大大增强，这是由通道壁之间快速反弹的轨道的自旋-轨道相互作用介导的。通道取向决定了哪些动量影响弛豫过程，因此比较两个取向的弛豫提供了自旋轨道各向异性的直接确定。纯自旋电流的电测量显示，揭示了一个数量级的更强的松弛沿[110]晶轴制造的GaAs电子气的通道相比，[-110]通道，认为是由于结构和体反转不对称之间的干扰。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall
Spin diffusion 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量子阱中的稳态自旋扩散，其中Dresselhaus自旋轨道耦合项和Rashba项的面内分量可以部分相互抵消.在垂直电场依赖性中预测了由于抵消而导致的自旋扩散长度的峰值。结果表明，通过温度和掺杂可以显著地控制峰附近的自旋扩散长度。当电子气进入简并区时，电子密度对强抵消区的自旋扩散也有明显的影响。此外，我们发现自旋扩散总是呈现出强的各向异性相对于注入的自旋极化的方向。自旋各向异性扩散取决于电场是否远离或处于强抵消区。
2011-06-20 cond-mat.mes-hall
Hole spin dynamics and hole $g$ factor anisotropy in coupled quantum well systems
GaAs基异质结中的价带由于其类p特性，提供了丰富而复杂的自旋相关现象。一个表现是塞曼自旋分裂的大的各向异性。使用未掺杂的，耦合量子阱（QWs），我们研究这种各向异性通过比较高和低对称性的晶体取向的量子阱的空穴自旋动力学。我们通过时间分辨克尔旋转直接测量了空穴$g$因子，并且对于低对称性的晶体学取向（110）和（113 a），我们观察到空穴$g$因子的大的面内各向异性，这与我们的理论计算很好地一致。使用共振自旋放大，我们还观察到在（110）生长的结构中的空穴自旋退相的各向异性，表明晶体对称性可用于控制空穴自旋动力学。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall
Coherent spin dynamics in ensembles of randomly oriented singly charged colloidal nanoplatelets and nanocrystals
本文理论研究随机取向CdSe纳米片与纳米晶系综中泵浦-探测法拉第旋转信号，揭示g因子各向异性仅导致振荡幅度部分衰减，且振荡频率由横向电子g因子分量决定。
2025-02-07 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit induced anisotropy in the tunneling magnetoresistance of magnetic tunnel junctions
研究了自旋轨道相互作用对磁性隧道结隧穿磁电阻的影响。建立了一个模型，在该模型中，实验观察到的各向异性隧穿磁电阻（TAMR）的二重对称性源于Dresselhaus和Bychkov-Rashba自旋轨道耦合之间的干涉.偏压引起的Bychkov-Rashba自旋轨道耦合强度的变化可以导致TAMR的反转。理论计算与在外延Fe/GaAs/Au隧道结中观察到的TAMR符合得很好。
2007-05-20 cond-mat.mes-hall
Growth Direction Dependence of the Electron Spin Dynamics in {111} GaAs Quantum Wells
用时间分辨克尔旋转方法研究了生长在（111）A或（111）B取向衬底上的负掺杂-本征-正掺杂结构GaAs/AlGaAs量子阱中的电子自旋动力学.在这两种情况下，通过施加外部电场，自旋寿命显著增加，但是对于在（111）A上生长的结构，该电场必须指向生长方向，而对于在（111）B上生长的结构，该电场必须指向相反方向。这种延长的电子自旋寿命是抑制D 'yakonov-Perel自旋弛豫机制的结果[Sov. Phys. Solid State 13，3023（1972）]，这是由于内部Dresselhaus项[Phys.Rev.100，580（1955）]与外部电场诱导的Rashba项[J.Phys.C17，6039（1984）]的抵消效应，两者都控制导带自旋-轨道分裂。这些结果证明了生长方向在自旋电子器件设计中所起的关键作用。
2012-05-14 cond-mat.mes-hall
Landau levels, edge states and magneto-conductance in GaAs/AlGaAs core-shell nanowires
计算了任意强度和取向的横向场作用下调制掺杂核壳纳米线中电子气的磁态。磁电导内的Landauer方法预测。该模型充分考虑了径向材料调制，棱镜对称性和掺杂的实际GaAs/AlGaAs器件的配置文件内的一个随机函数的方法，和电子-电子相互作用包括在一个平均场自洽的方法。计算表明，在低自由载流子密度制度，磁状态可以描述的朗道能级和边缘状态，类似于平面二维电子气在霍尔酒吧。然而，在较高的载流子密度的主导电子-电子相互作用导致强烈的不均匀的本地化在棱柱异质界面。这导致复杂的带色散，在纵波矢量的有限值处具有局部最小值，以及负磁阻区域。预测显着的各向异性的磁场方向的磁电导是一个直接探针的不均匀的电子气本地化的导电通道诱导的棱柱几何形状。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall
Hyperfine-phonon spin relaxation in a single-electron GaAs quantum dot
理解和控制自旋弛豫时间$T_1$是基于自旋的量子位的关键挑战之一。通常倾向于更大的$T_1$，为量子位相干性和自旋读出保真度设置基本上限。在低温和高面内磁场$B$下，GaAs量子点的自旋弛豫依赖于声子发射和自旋轨道耦合。特性依赖性$T_1 \propto B^{-5}$和明显的$B$ -场各向异性已经实验证实。然而，15年前也有人预测，在足够低的磁场下，自旋-轨道相互作用被与核自旋的耦合所取代，其中弛豫变为各向同性，并且标度变为$T_1 \propto B^{-3}$。我们建立这些预测实验，通过测量$T_1$在一个前所未有的范围内的磁场-通过较低的温度成为可能-并报告了最大的$T_1 = 57\pm15$ s在最低的领域，设置一个新的记录，电子自旋寿命的纳米结构。
2017-11-04 cond-mat.mes-hall
Optical polarization anisotropy, intrinsic Stark effect and Coulomb effects on the lasing characteristics of [0001]-oriented GaN/Al0.3Ga0.7N quantum wells
我们提出了一个理论研究的空间分离的电子和空穴的分布，其中包括在自洽解决的薛定谔方程的电子和空穴和泊松方程。对GAN/Al_（0.3）Ga_（0.7）N量子阱进行了计算。计算了[0001]取向GAN/Al_（0.3）Ga_（0.7）N量子阱在紫外区的光增益谱。发现重空穴带光跃迁矩阵元和光增益谱都只有严格的x（或y）光偏振态。我们目前的研究的限制的波函数上的光学增益，这隐含地取决于内置的电场计算为2.3 MV/cm的影响。而窄阱宽度的结构表现出通常的发展的光增益最大值几乎没有移动的光谱区域，一个显着的蓝移的增益最大值被发现与更宽的量子阱的等离子体密度的增加。这种蓝移归因于应变诱导的压电场的屏蔽和能带结构之间的相互作用。在量子阱中存在大的索末菲或库仑增强。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall
Exchange interaction-driven dynamic nuclear polarization in Mn-doped InGaAs/GaAs quantum dots
我们研究了单个自组装InGaAs/GaAs量子点中的光自旋取向和动态核极化（DNP），其中Mn原子是一种磁性杂质，为中性受主A $^0$提供了有效的自旋$J=1$。我们发现在这种量子点中光生电子的自旋可以通过准共振圆极化激发有效地取向。然而，对于通过补偿与A $^0$的交换相互作用$Δ_e$的磁场而准简并的电子自旋能级，由于交换的各向异性部分而存在完全去极化。尽管如此，在大多数研究的量子点中，自旋极化的光电子产生明显的DNP，其随着纵向磁场而生长，直到临界场，在临界场处其突然消失。对于某些量子点，在不同的磁场下观察到这种DNP序列的几个副本。这种惊人的行为定性讨论的结果，不同的交换相互作用所经历的电子，驱动DNP率通过电子-核自旋触发器的能量成本。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Low-field magnetoresistance in GaAs 2D holes
我们报道了GaAs/AlGaAs异质结构和量子阱中二维空穴系统的低场磁输运数据，在大的密度范围内，$2.5 \times 10^{10} \leq p \leq 4.0 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$，主要集中在（311）A GaAs衬底上生长的样品上。在高密度，$p \gtrsim 1 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$，我们观察到一个非常强的正磁阻。它出现在具有各向异性面内迁移率的样品中，并且主要沿着低迁移率方向，并且强烈依赖于垂直电场和由此产生的自旋轨道相互作用诱导的自旋子带布居差。仔细检查的数据表明，磁阻必须从一个组合的因素，包括存在两个自旋子带，一个波纹量子阱界面，导致迁移率各向异性，并可能弱反本地化。这些因素都不能单独解释所观察到的正磁阻。我们还提出了密度的数据的演变：正磁阻的大小随着密度的降低而降低，直到在研究的最低密度（$p = 2.5 \times 10^{10}$ cm $^{-2}$），它消失，并被一个弱的负磁阻取代。
2002-01-26 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Excitons and their Contributions to Shift Current Transients in Bulk GaAs
在14带k.p能带结构模型的基础上，通过数值求解半导体Bloch方程，得到了GaAs体材料近带隙激发的漂移电流瞬态.这种方法提供了一个透明的描述的光学诱导的激发带间，子带间，和带内激发，使不同的贡献之间的明确区分的移位电流瞬变，并充分包括谐振以及非谐振过程。在我们的数值解中使用倒易空间中的测地线网格，我们能够将电子-空穴库仑吸引力与我们的各向异性三维能带结构相结合。我们得到了激子吸收峰和连续吸收的增强，并表明激子波函数包含了显着的各向异性量。激子共振处的光学激发产生显著强度的移位电流瞬变，然而，由于电子-空穴吸引，移位距离小于上述带隙激发。因此，我们表明，我们的方法是能够提供重要的信息，在原子尺度上的超快电子动力学。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Strong Thermal Transport Anisotropy and Strain Modulation in Single-Layer Phosphorene
采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法，研究了单层磷烯的弹道热输运。结果表明，Z字形方向的热导率比扶手椅方向的热导率高40%，具有明显的晶体学取向依赖性。此外，我们发现，热导各向异性的取向可以通过施加应变进行调谐。特别是，当施加一个方向的应变时，方向的热导率增强，但当施加一个方向的应变时，方向的热导率降低;而方向的热导率总是降低，当施加一个Z字形或方向的应变时。研究结果表明，单层磷烯薄膜中显著的热输运各向异性及其应变调制效应可用于磷烯基电子器件和光电子器件的热管理.
2014-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of Spin Relaxation Anisotropy by Spin-Orbit-Coupled Diffusive Spin Motion
利用磁光克尔旋转显微镜研究了（001）GaAs二维电子气中自旋-轨道相互作用下的时空自旋动力学。自旋极化电子从激发位置扩散，由于扩散诱导的自旋轨道场导致自旋进动。在自旋轨道场与外磁场相消附近，自旋进动频率与扩散速度呈非线性关系，这与传统的自旋轨道场与电子速度的线性关系不同，其原因是垂直于扩散方向的电子速度增强了自旋弛豫各向异性.我们证明，自旋弛豫各向异性，这已被视为一个材料常数，可以通过扩散电子运动控制。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall
Spin Hot Spots in Single-Electron GaAs-based Quantum Dots
数值计算了弱耦合双量子点中单电子的自旋弛豫。声子辅助自旋翻转是允许的线性和立方自旋轨道耦合和核自旋的存在。该速率被计算为点间耦合、磁场强度和取向以及点偏置的函数。在面内磁场中，由于自旋-轨道相互作用的各向异性，速率相对于磁场取向是强各向异性的。核自旋的影响可以忽略不计。在面外场中，由于自旋轨道耦合的选择规则，核自旋起着更重要的作用。我们的理论显示出与[Srinivasa等人，PRL 110，196803（2013）]，使我们能够提取该实验中线性自旋轨道相互作用强度的信息。我们估计它们对应于大约5-15 $μ$ m的自旋轨道长度。
2013-09-16 cond-mat.mes-hall
Ultrafast shift and rectification photocurrents in GaAs quantum wells: Excitation intensity dependence and the importance of bandmixing
采用基于14带${\mathbf k} \cdot {\mathbf p}$模型的多子带半导体Bloch方程的微观方法，计算了GaAs量子阱在飞秒激光脉冲激发下光电流的时间动力学.这种方法提供了一个透明的带间，子带间和带内激发的描述，完全包括所有的共振以及非共振激发，并对待光-物质相互作用的非微扰。对于线性极化激发，光电流包含来自移位和整流电流的贡献。我们数值计算和分析这些电流产生的飞秒激光脉冲激发[110]和[111]取向的GaAs量子阱。结果表明，经常采用的微扰$χ^{(2)}$的方法打破了峰值场大于约10 kV/cm和非微扰效应导致的位移和整流电流的峰值的减少和时间振荡，起源于拉比flopping。特别是，我们发现一个复杂的振荡光子能量的位移和整流电流的大小的依赖关系。我们的模拟表明，这种依赖性是重空穴和轻空穴价带之间混合的结果。这是一个令人惊讶的发现，因为能带混合对光电流强度的影响甚至比吸收系数更大。对于[110]取向的GaAs量子阱，计算的光子能量依赖性与实验结果进行了比较，得到了很好的一致性，这验证了我们的理论方法。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
