Suppression of Edge Recombination in InAs/InGaAs DWELL Solar Cells
MBE生长的InAs/InGaAs DWELL太阳能电池是一个标准的PIN二极管结构，在200 nm本征GaAs区域内的InGaAs量子阱中嵌入六层InAs量子点。GaAs控制晶片由相同的引脚配置组成，但没有DWELL结构。典型的DWELL太阳能电池表现出更高的短路电流密度，同时保持几乎相同的开路电压为不同的规模，和更高的短路电流密度的优势是在较小的电池更明显。相比之下，具有较高周长与面积比的较小尺寸电池使边缘复合电流在GaAs控制电池中占主导地位，因此它们的开路电压和效率严重降低。当尺寸从5 × 5 mm ~ 2缩小到2 × 2 mm ~ 2时，GaAs控制电池在AM 1.5G下的开路电压和效率分别从0.914V和8.85%下降到0.834V和7.41%，而DWELL太阳电池分别从0.665V和7.04%上升到0.675V和8.17%。
2011-02-12 cond-mat.mes-hall
Interplay of the exciton and electron-hole plasma recombination on the photoluminescence dynamics in bulk GaAs
我们提出了一个系统的研究激子/电子空穴等离子体光致发光动力学在体GaAs的各种晶格温度和激发密度。激子和电子-空穴对复合之间的竞争主导了发光的开始。我们表明，金属到绝缘体的转变，诱导的温度和/或激发密度，可以直接监测的载流子动力学和时间分辨的光谱特性的光发射。的光致发光的上升时间的载流子密度的依赖性强烈修改周围的晶格温度为49 K，对应于激子结合能（4.2毫电子伏）。类似地，当激发密度为120- 180 × 10^15 cm^-3时，上升时间对晶格温度的依赖性会发生相对突变，这比考虑了许多体修正后计算出的GaAs莫特密度大5倍。
2005-10-26 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
Dynamic nuclear polarization in InGaAs/GaAs and GaAs/AlGaAs quantum dots under non-resonant ultra-low power optical excitation
实验研究了InGaAs/GaAs和GaAs/AlGaAs两种中性半导体量子点的动态核自旋极化与非共振光激发功率的关系。我们表明，最近在InP/GaInP量子点中报道的通过光学禁戒（“暗”）激子态的二级复合的核自旋泵浦机制[Phys.Rev.B83，125318（2011）]与本工作中考虑的材料系统相关。在InGaAs/GaAs点中，这种核自旋极化机制特别明显，导致在光激发功率比使基态激子饱和所需的功率小~1000倍时实现的Overhauser位移高达~80微eV。在界面GaAs/AlGaAs点中在低功率光泵浦下观察到的Overhauser位移通常较小（高达~40微eV）。此外，在GaAs/AlGaAs中，我们观察到点到点的变化，甚至符号反转的Overhauser位移，这是由于暗-亮激子混合起源于电子-空穴交换相互作用的对称性降低的点。在超低功率光抽运下的核自旋极化度与共振光抽运或高功率圆偏振光的隙上抽运等技术所获得的结果相当。通过“暗"激子的二阶复合的动态核极化可能成为单量子点应用中的有用工具，其中需要操纵核自旋环境或电子自旋。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall
Energy Level Engineering in In_x Ga_(1-x) As/GaAs Quantum Dots Applicable to QD-Lasers by Changing the Stoichiometric Percentage
用单带有效质量方法研究了截棱锥型In_xGa_（1-x）As/GaAs（001）量子点的带边和能级，并研究了它们与化学计量比的关系。结果表明，铟含量的增加降低了带隙和电子与空穴的复合能。我们的主要结果是复合能和带隙的减小是非线性的，并且带隙和e-h复合能的斜率是不同的。此外，还证明了应变张量沿z轴呈对角分布，且应变张量分量的绝对值随铟含量的增加而增大。我们的研究结果似乎与类似的研究非常一致。关键词：量子点、能带结构、应变张量、铟含量。
2015-11-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Anisotropic spin relaxation in $n$-GaAs from strong inhomogeneous hyperfine fields produced by the dynamical polarization of nuclei
n-GaAs中动态极化核的超精细场在空间上是非常不均匀的，因为在随机分布的施主附近，动态极化过程是最有效的。穿过体半导体的具有极化自旋的电子将经历这种不均匀的超精细场作为有效的波动自旋进动速率，因此电子系综的自旋极化将松弛。基于无规行走理论的自旋弛豫理论被应用于斜磁场中的旋进系综，并解析地导出了（不等的）纵向和横向自旋弛豫的精确形式。为了研究这种机制，电三端Hanle测量进行外延生长的Co $_2$ MnSi/ $n$ -GaAs异质结构制造成电自旋注入器件。建议的各向异性自旋弛豫机制需要令人满意地描述Hanle线型时，所施加的领域是在大的倾斜角取向。
2015-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Amplification of the photocurrent in SiO2(Co)/GaAs heterostructure induced by magnetic field in the avalanche regime
在雪崩区的磁场中，观察到生长在砷化镓SiO2（Co）/GaAs上的含钴纳米颗粒的二氧化硅薄膜异质结构中光电流的放大。当雪崩过程被磁场抑制并且电流减小时，对于大于GaAs带隙能量的光子能量E，光电流显著增加。当E = 1.50 eV时，放大率达到9.5。光电流放大的效果是由自旋相关的GaAs深杂质中心的复合过程。
2012-12-29 cond-mat.mes-hall
Effect of electric current on optical orientation of electrons in AlGaAs/GaAs heterostructure
研究了横向电流对AlGaAs/GaAs异质结H带光致发光的影响。利用连续波和时间分辨光致发光谱以及时间分辨克尔旋转研究了H带电子的光致发光谱强度和光学取向。结果表明，H-带是由于重空穴的重组本地化的异质界面与光激发电子吸引到异质界面从GaAs层。两条衰变时间明显不同的谱线构成了H带：一条短寿命的高能谱线和一条长寿命的低能谱线。高能谱线来源于沿结构面自由运动的电子的复合，低能谱线来源于界面附近施主束缚电子的复合。施加约100-200 V/cm的横向电场导致两条线的淬灭。这种淬灭是由于异质界面附近的电子浓度的减少，作为一个结果的光电流诱导加热的GaAs层中的电子。相反，异质界面附近的电子被有效冷却，因此界面附近的施主在高达~ 100 V/cm时并不完全空，这与体材料的情况形成鲜明对比。异质界面附近施主束缚电子的光学自旋极化对电场的依赖性很弱。它们的极化动力学由晶格核超精细场中的自旋退相决定。长的自旋记忆时间（> 40 ns）可能与电子自旋弛豫的Bir-Aronov-Pikus机制的抑制有关。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall
Energy dissipation of electrons at a p-type GaAs(110) surface
电子从扫描隧道显微镜的尖端注入到p型GaAs（110）表面已被用来诱导发光的块。原子分辨的光子图显示，显着减少的发光强度在Ga原子附近的局部表面状态。基于第一性原理计算和速率方程方法对入射隧穿电子的整个能量耗散过程进行了定量分析。我们的研究表明，在体电子态的复合过程被抑制的快速电子散射在表面上，和电子主要通过表面态进行非辐射复合。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-dimensional light-emitting transistor with tunable recombination zone
我们目前的实验和数值研究的发光晶体管包括两个准横向结之间的二维电子和空穴气。这些光刻定义的结制造的调制掺杂GaAs/AlGaAs异质结构的蚀刻。在这种器件中，电子和空穴可以通过漏极和栅极电压被引导到相同的区域，从而限定了尺寸和位置可调的复合区。因此，它可以提供一个架构，通过分析发射光的复合区探测低维器件。
2006-08-17 cond-mat.mes-hall
Development of polaron-transformed explicitly correlated full configuration interaction method for investigation of quantum-confined Stark effect in GaAs quantum dots
研究了外电场对GaAs量子点中电子-空穴关联的影响。采用显式关联全组态相互作用（XCFCI）方法求解了外加电场下的电子-空穴薛定谔方程，得到了精确的激子结合能和电子-空穴复合几率.通过变分极化子变换，将电场的影响包含在单粒子单分量基函数中。通过引入与电子-空穴间距密切相关的高斯型孪晶函数，提高了小粒子间距下波函数的质量。明确相关函数的参数在每个场强变化确定。研究了激子总能量、激子结合能和电子-空穴复合几率随电场强度的变化规律。发现电场变化500 kV/cm时，结合能和复合几率分别降低2.6倍和166倍。结果表明，电子-复合几率受电场的影响比激子结合能的影响大得多。利用极化子变换基的分析表明，激子束缚在大场强的极限下应渐近消失。
2012-11-01 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Imaging charge and spin diffusion of minority carriers in GaAs
室温电子扩散研究3 μ m厚的外延p+ GaAs剥离膜使用一种新的圆偏振光致发光显微镜。该方法相当于使用标准光学显微镜，并提供了一种非接触的手段来测量电荷（L）和自旋（L_s）的扩散长度。的测量值的L和L_s是在良好的协议与空间平均偏振和急剧减少这两个数量（L从21.3妈妈到1.2妈妈和L_s从1.3妈妈到0.8妈妈）测量增加表面复合。向外扩散导致激发点处的偏振增加10倍。
2010-07-06 cond-mat.mes-hall
Biexciton recombination rates in self-assembled quantum dots
量子点中相互作用的电子-空穴对的辐射复合率受量子点中电子和空穴之间的量子关联的强烈影响。最近测量的双激子复合率在单一的自组装量子点已经发现的值跨越从两倍的单激子复合率的值远低于激子衰减率。本文发展了一种费曼路径积分公式，用于计算考虑热效应和多体效应的复合率。使用实空间蒙特卡罗积分，路径积分表达式的InGaAs/GaAs，CdSe/ZnSe，和InP/InGaP点的现实三维模型进行评估，包括各向异性的有效质量。根据大小，典型的点的辐射率位于强约束和中间约束之间的区域。结果比较有利的最近的实验和相关的点系统的计算。使用不相关的基组的配置相互作用计算被发现是严重限制在计算衰变率。
2005-12-23 cond-mat.mes-hall
Detection of 2D electron g-factor sign inversion in narrow GaAs/AlGaAs quantum wells
通过CW偏振分辨光致发光光谱，我们证明了GaAs/Al $_{0.33}$ Ga $_{0.67}$ As量子阱（QW）窄化时二维电子g因子的$g_z$分量的符号反转。分析了电子最低朗道能级复合产生的具有相反曲率极化的谱线之间的能量分裂。由于交换相互作用，该值揭示了在电子填充因子$ν=3$附近作为磁场强度的函数的最大值或最小值。极值的实际类型取决于电子$g_z$分量符号。该方法允许检测电子Lande g因子的符号反转，其绝对值变化小于$Δg \approx 0.06$。反转发生在QW宽度（$65\pm 3$）处。
2014-10-31 cond-mat.mes-hall
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
Spin dephasing and photoinduced spin diffusion in high-mobility 110-grown GaAs-AlGaAs two-dimensional electron systems
利用双束Hanle实验研究了[110]方向生长的GaAs/AlGaAs量子阱中高迁移率二维电子系统的自旋退相和自旋扩散。对于非常低的激发密度，我们观察到的自旋寿命超过16纳秒，这迅速减少的泵浦强度的增加。两种机制有助于这种减少：光激发产生空穴，这导致电子自旋通过Bir-Aranov-Pikus机制衰减，并与自旋极化电子复合。通过扫描泵浦光和探测光之间的距离，我们观察到自旋极化电子的扩散超过20微米。对于高泵浦强度，由于光生空穴的影响减小，在离泵浦光束几微米的距离处的自旋极化大于在泵浦光斑处的自旋极化。
2011-05-13 cond-mat.mes-hall
Spin dependent photoelectron tunnelling from GaAs into magnetic Cobalt
本文研究了从GaAs薄膜到面外磁化Co薄膜的光电子隧穿电流随自旋的变化规律。由光螺旋度的变化引起的测量的自旋不对称性（A）在零施加的隧道偏压附近达到+/-6%，并且在施加到GaAs的-1.6V的偏压下下降到+/-2%。这种减少是由于光电子自旋极化的下降，结果从GaAs表面复合速度的减少。A的符号随着钴磁化方向的符号而改变。相比之下，在（Au）金膜上，A ~ 0%。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amplification of spin-filtering effect by magnetic field in GaAsN alloys
我们发现室温下用圆偏振光激发GaAsN合金的边缘光致发光的强度$I$和圆偏振度$ρ$在1，kG量级的纵向磁场$B$中显著增长。这种增加取决于泵浦的强度，并且在弱或中等强度的区域中，可以达到两倍的值。在考虑自旋取向的自由电子在深顺磁中心上自旋相关复合的双电荷态模型中，考虑了磁场对束缚在中心上的电子自旋弛豫的抑制。该模型定性地描述了不同泵浦强度下，$ρ$和$I$在磁场中的上升过程。实验依赖性$ρ(B)$和$I(B)$相对于磁场的零点偏移了$\sim$ 170\，高斯，而偏移的方向随着泵浦圆偏振的符号的改变而反转。作为一个可能的原因，我们认为发现的转变，欧弗豪泽场，所产生的超精细相互作用的电子绑定在一个中心与原子核的晶格在附近的中心。
2011-07-12 cond-mat.mes-hall
Homogeneous Linewidth Narrowing of the Charged Exciton via Nuclear Spin Screening in an InAs/GaAs Quantum Dot Ensemble
在半导体量子点中，电子与核自旋池的超精细相互作用是低温下自旋退相干的主要来源。使用高分辨率双色差分透射光谱，我们证明，这种电子-核耦合也施加了一个下限的正电荷激子退相速率，γ，在一个系综的InAs/GaAs量子点。我们发现，失相速率是敏感的超精细相互作用，这可以通过在法拉第配置的外部磁场的应用程序的强度进行控制。在零外加电场下，强的电子-核耦合引起了超过辐射极限的额外退相，γ= 230 MHz（0.95 μeV）。在~1 T的外场下实现了对超精细相互作用的屏蔽，导致γ= 172 MHz（0.71 μeV）仅受自发复合的限制。另一方面，Voigt磁场的应用混合自旋本征态，这将退相速率增加高达75%。这些结果是用一个简单而直观的模型再现的，该模型捕捉了电子超精细相互作用的基本特征及其对γ的影响。
2014-09-29 cond-mat.mes-hall
Electron-nucleus spin correlation conservation of the spin dependent recombination in Ga$^{2+}$ centers
GaAsN中的自旋相关复合在自旋电子器件的设计中提供了许多有趣的可能性，主要是由于其在室温下达到接近100%的导带电子自旋极化的惊人能力。在本文中重新审视的自旋选择性捕获Ga $^{2+}$顺磁中心的电子背后的机制，以解决大多数以前提出的模型共同的不一致。首先，这些错误表现为与这种现象的两个关键特征的实验观察的主要分歧：有效的Overhauser样磁场和光致发光洛伦兹样曲线的宽度作为照明功率的函数。这些特性不仅是理解GaAsN中自旋相关复合的必要条件，而且也是设计新型自旋电子器件的关键。在这里，我们证明了电子捕获表达式的特定结构引入了虚假的电子-核相关性，人为地改变了超精细和塞曼贡献之间的平衡。这种不平衡强烈地扭曲了有效磁场和宽度特性。在这项工作中，我们提出了一种替代的复合机制，保留了电子-核的相关性，并在同一时间，保持了电子的自旋选择性捕获的基本属性。这种机制产生了显着的改善，实验和理论结果之间的协议。特别是，我们的模型给出的结果与实验的有效Overhauser类磁场和宽度数据，并与倾斜磁场下的圆极化度非常好地符合。
2019-10-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical probing of the intrinsic spin Hall effect in a high mobility GaAs p-doped quantum well
本文报道了用解理边过生长法制备的调制掺杂的Al-GaAs/GaAs/AlGaAs异质结中的本征自旋霍尔效应的探测。由于电子和自旋极化空穴的复合产生的光发射，并以1微米的空间分辨率映射。边缘累积的自旋极化高达11%的测量，诱导单独的应用程序的电场垂直于pn结。使用量子点结构作为光源，可以看到有效自旋极化与电场的线性相关性，以及自旋霍尔效应的主导性。从外延制造的LED的空间分辨光谱被证明是一个有价值的工具，以探测电子和空穴气体的边缘状态，在减少的尺寸。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Radiative properties of multi-carrier bound excitons in GaAs
半导体中的激子由于自旋相关的振子强度和不同复合路径之间的干扰而可以具有多个寿命。此外，应变和对称性效应可以通过去除简并来进一步修改寿命。我们提出了一个方便的形式主义预测的光学性质的${k=0}$激子与任意数量的载流子在不同的对称环境。使用这种形式主义，我们预测三个不同的寿命为中性受主束缚激子在GaAs中，并证实了这一预测，通过偏振相关和时间分辨的光致发光实验。我们发现受体束缚激子寿命为${T_o (1,3,3/4)}$，其中${T_o = (0.61 \pm 0.12) \text{ns}}$。此外，我们提供了一个估计的内级和级间激子自旋弛豫率。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Theory of Photoluminescence of the $ν=1$ Quantum Hall State: Excitons, Spin-Waves and Spin-Textures
本文研究了二维电子系统在$ν=1$量子霍尔态附近的内禀光致发光理论。我们主要集中在一个带的初始"激子态“，是我们的模型在$ν=1$的低能量状态的重组。结果表明，激子态的复合可以解释最近观察到的高迁移率GaAs量子阱的偏振分辨光谱。在$σ_-$极化谱线的不对称加宽被解释为激子态辐射复合后自旋波的“震荡”的结果。我们推导出的线形状的激子状态的重组中存在的长程无序，比较有利的实验观察。我们还讨论了我们模型的其他（“带电”）初始状态的稳定性和复合谱。在实验中观察到的一个额外的高能量线被证明是一致的正电荷状态的重组。复合光谱的带负电荷的初始状态，预测我们的模型，但没有观察到在本实验中，示出提供一个直接测量的形成能量的最小的“带电自旋纹理”的$ν=1$状态。
1996-10-28 cond-mat.mes-hall
Electron-nuclear coherent spin oscillations probed by spin dependent recombination
我们证明了在零外磁场中，通过带间光致发光（PL）探测到与超精细相互作用相关的相干电子-核自旋振荡。在泵浦-探测光致发光实验的基础上，通过追踪传导电子自旋相关复合到缺陷位置的动力学行为，直接在时域测量了GaAsN中镓缺陷耦合电子的超精细常数。在没有任何磁场的情况下，不需要电子自旋共振技术，就可以测定所涉及的核同位素的超精细常数和相对丰度。核和电子自旋弛豫阻尼参数的信息也可以从振荡阻尼和长延迟行为估计。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Interface Contributions to the Spin-Orbit Interaction Parameters of Electrons at the (001) GaAs/AlGaAs Interface
本文从理论和实验上研究了（001）GaAs/Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As量子阱中二维电子自旋能谱分裂的单体机制。界面自旋分裂已被证明是补偿（增强）相当大的贡献的散装Dresselhaus（Bychkov-Rashba）机制。理论方法是基于一个新的边界条件，在一个高的和原子尖锐的异质势垒补充准三角形的有效质量方程的解决方案。该模型考虑了电子与具有C $_{2v}$对称性的体晶势和界面晶势的自旋轨道相互作用，以及GaAs导带的反转对称性和非抛物线性的缺乏。导出了包含体自旋和界面自旋对Dresselhaus（$α_{BIA}$）和Rashba（$α_{SIA}$）常数贡献的有效二维自旋哈密顿量。这些常数和各向异性非线性$g$因子张量的分量之间的解析关系在斜量子化磁场中已被发现。实验方法是基于，一方面，在微波范围内的电子自旋共振的检测，另一方面，在光致发光测量的非抛物参数。通过与理论的比较，发现了界面对$α_{BIA}$和$α_{SIA}$的贡献。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of hyperfine effects in $^{13}$C-graphene spin valve devices
与$^{12}$ C相反，碳同位素$^{13}$ C具有核磁矩并且可以在石墨烯中诱导电子自旋退相。由于天然碳同素异形体中$^{13}$ C的丰度较低（$\sim$ 1%），该效应通常被忽略。化学气相沉积（CVD）允许仅从$^{13}$ C前体人工合成石墨烯，潜在地放大核磁矩的影响。在这项工作中，我们研究了纯$^{13}$ C-石墨烯中的超精细相互作用对其自旋输运性质的影响。使用Hanle进动测量，我们确定自旋弛豫时间，并观察到$τ_{s}$随着掺杂的微弱增加和$τ_{s}$随着温度的微弱变化，如在天然石墨烯中。为了比较，我们研究了纯$^{12}$ C-石墨烯中的自旋输运，也是通过CVD合成的，并且观察到类似的自旋弛豫性质。由于超精细效应的签名可以在倾斜自旋阀和Hanle配置中更好地解决，我们使用有限元建模来模拟典型石墨烯性质的超精细磁场存在下的倾斜信号。与GaAs的情况不同，与$^{13}$ C核的超精细相互作用对电子自旋输运的影响非常微弱，即使对于完全极化的核系统也是如此。此外，在测量的倾斜自旋阀和汉勒效应没有超精细功能可以解决。实验证实了石墨烯中超精细相互作用的弱特征和$^{13}$ C原子在自旋退相过程中的作用可以忽略不计。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall
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
Optical cooling of nuclear spins in GaAs/(Al,Ga)As quantum wells at subkelvin temperatures: Evidence of the dynamic self-polarization of nuclear spins
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）
在亚开尔文温度下，研究GaAs量子井中核自旋的动态自极化现象，发现核自旋温度可低至200nK，表明核自旋在低温度下具有自极化特性。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall
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
Chiral photodetector based on GaAsN
光螺旋度的检测是从药物生产到光通信的若干研究和工业应用的关键。然而，光螺旋度的直接测量本质上是不可能的，传统的基于III-V族或IV-VI族半导体的光电探测器是天然非手性的。在光被发送到检测器之前，需要通过一系列经常移动的光学元件对光进行预先偏振分析。本文提出了一种在顺磁缺陷工程样品中有效地使传统的稀氮化物GaAs基半导体外延层具有手性光电导的方法。检测方案依赖于传导电子的巨大自旋依赖性复合和工程缺陷的伴随自旋极化，以经由电子的自旋极化来控制导带群。由于传导电子的自旋极化又与激发光的极化密切相关，因此光的极化状态可以通过简单的电导率测量来确定。这有效地赋予GaAsN外延层手性光电导性，除了其强度之外，该手性光电导性还能够区分入射激发光的手性。这种方法消除了在非手性检测器前面的任何光学元件的需要，可以提供更容易的集成和简化。这种新的手性光电探测器可以潜在地使用（In）（Al）GaAsN合金或离子注入无氮III-V族化合物在从可见光到红外的光谱范围内工作。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Anticrossing-induced optical excitonic Aharonov-Bohm effect in strained type-I semiconductor nanorings
计算了应变（In，Ga）As纳米环在GaAs基体中的激子态.从连续介质力学模型中提取应变分布，采用精确对角化方法计算激子态。激子基态能量随垂直于环的磁场的微弱振荡是激子Aharonov-Bohm效应的表现。这些振荡产生于基态和第二激子态之间的反交叉，并且可以通过增加环宽度来增强。同时，激子复合的振子强度呈现振荡，其叠加在随磁场线性增加的基础上。所得到的结果与以前的理论结果进行了对比的1D环，和差异被解释为产生不同的限制电位的电子和空穴，和大的抗磁位移存在于分析的I型环。此外，我们的理论同意定性以及与以前的光致发光测量II型InP/GaAs量子点。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
Photon emission by hot electron injection across a lateral \textit{pn} junction
本文提出通过向GaAs/AlGaAs异质结构中的pn结注入热电子并利用量子霍尔边缘通道输运来产生光子，实验证实了热电子诱导的空穴复合发光，并展望了其在按需单光子源中的应用。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall
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
Electron-nuclear spin dynamics of Ga$^{2+}$ paramagnetic centers probed by spin dependent recombination: A master equation approach
类似于金刚石中的氮空位中心和硅中的杂质原子，GaAsN中的间隙镓深顺磁中心已被证明对自旋电子器件的发展具有有用的特性。在其他有趣的特性中，在圆偏振光下，GaAsN中的镓中心充当自旋过滤器，动态地抑制自由和束缚电子达到创纪录的自旋极化（100\%）。此外，最近对法拉第位形磁场下自旋过滤效应放大的观察表明，耦合束缚电子和原子核的超精细相互作用允许其原子核自旋极化的光学操纵。尽管镓中心的核自旋极化机制已经相当清楚，但核自旋弛豫的起源和类奥弗豪泽磁场的形成仍然难以捉摸。在这项工作中，我们开发了一个模型的基础上的主方程方法来描述的电子和核自旋极化的镓中心与自由电子和空穴相互作用的演变。我们的结果与现有的实验观测结果吻合得很好。在核自旋弛豫方面，讨论了核偶极和核四极相互作用的作用。我们的研究结果表明，除了超精细相互作用，自旋弛豫机制是理解放大的自旋过滤效应和Overhauser类磁场的出现的关键。基于我们的模型的结果，我们提出了一个实验协议的基础上时间分辨光谱。它包括一个泵探测光致发光方案，将允许通过时间分辨PL测量的电子核触发器的检测和跟踪。
2016-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Deep-level structure of the spin-active recombination center in dilute nitrides
利用自旋敏感光致电流瞬态光谱揭示稀氮化物中镓间隙缺陷的深能级结构，发现除已知两个能级外还存在一个此前被忽视的近价带边能级，为改进自旋依赖复合模型提供依据。
2023-12-01 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
Giant PhotoMagnetoDiode Effect
Ioffe Institute（约费研究所）
本文报道了在0.1 T磁场下GaAs样品中观测到的巨型光磁二极管效应，具有10的整流比，由载流子双极漂移和快速表面复合理论解释。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall
Bulk inversion asymmetry induced magnetogyrotropic reflection from quantum wells
通过反射实验证明了在结构面内取向的磁场中，III-V族和II-VI族半导体量子阱的体反转不对称性。在激子共振附近测量了$s$和$p$偏振光斜入射时磁场对反射系数的线性贡献。我们证明了这种对反射的贡献是由量子阱的磁陀螺效应引起的，即由光学响应中的项引起的，该项在磁场强度和光波矢中都是线性的。在考虑电子和空穴有效汉密尔顿量中动量线性BIA诱导项的情况下，发展了光反射中的磁致陀螺效应理论。理论估计与实验结果一致。我们发现GaAs和CdTe基量子阱中的电子BIA分裂常数比重空穴小三倍左右。
2018-11-03 cond-mat.mes-hall
Dynamic detection of electron spin accumulation in ferromagnet-semiconductor devices by ferromagnetic resonance
铁磁半导体器件中自旋累积的一个显著特征是半导体在磁场中的非平衡自旋布居的进动。这是检测技术的基础，如汉勒效应，但随着半导体中自旋寿命的降低，这些方法变得不那么有效。由于这个原因，没有电汉勒测量已被证明在GaAs在室温下。我们在这里表明，通过迫使铁磁体（自旋注入器和检测器）的磁化在铁磁共振频率进动，电产生的自旋积累可以检测到从30至300 K。在低温下，半导体中自旋积累的明显拉莫尔旋进可以通过斜场铁磁共振检测到。我们验证了这种新的自旋检测技术的有效性，通过比较注入偏置和温度依赖性的测量自旋信号使用传统的方法得到的结果。我们进一步表明，这种新方法可以测量短自旋寿命（< 100 psec），这是使用传统Hanle技术在半导体中无法实现的。
2015-08-09 cond-mat.mes-hall
Theory of low power ultra-broadband terahertz sideband generation in bi-layer graphene
在被强太赫兹场照射的半导体中，光学激发的电子-空穴对可以重新组合，以均匀间隔两倍于太赫兹频率的宽频率梳发射光。这种高阶太赫兹边带产生作为极端非线性光学的示例以及作为用于超快电光调制的方法两者都是令人感兴趣的。到目前为止，这种现象仅在大场强（~10 kVcm-1）下观察到，这是技术应用的障碍。在这里，我们预测，双层石墨烯在弱得多的太赫兹场产生高阶边带。我们发现，1 kVcm-1强度的太赫兹场可以产生约30 THz的高边带光谱，比GaAs宽100倍。尽管没有经典碰撞，边带还是产生了，电子-空穴对的量子相干性使复合成为可能。这些显著的特性降低了太赫兹频率下桌面电光调制的障碍，促进了超快光通信。
2015-01-19 cond-mat.mes-hall
Impact of alloy disorder on the band structure of compressively strained GaBiAs
铋的掺入使GaAs的禁带宽度大大减小（E $_g$）伴随着自旋轨道分裂能的大幅度增加（$\bigtriangleup_{SO}$），导致预期减少所谓CHSH俄歇复合损失的$\bigtriangleup_{SO} > E_g$的条件，由此复合电子-空穴对的能量和动量被给予被激发进入自旋的第二空穴。轨道带通过与室温光调制反射（PR）测量结果的直接比较，我们从理论上研究了在（100）GaAs衬底上实验生长的GaBi $_x$ As $_{1-x}$样品的电子结构.我们的原子理论计算与PR测量一致，证实了对于$\textit{x} \approx$ 9 $%$，E $_g$等于$\bigtriangleup_{SO}$。然后，我们从理论上探讨的合金无序的函数的带间跃迁能的不均匀加宽。与自旋分裂跃迁相关的加宽来自传统的合金效应，而重空穴跃迁的行为可以很好地描述使用价带-反交叉模型。我们表明，对于含有8.5%和10.4%的Bi的样品，在确定一个明确的光空穴相关的跃迁能从测量的PR数据的困难是由于主机矩阵光空穴状态的显着加宽的结果，在相同的能量范围和合金中的无序存在大量的Bi共振态。我们进一步提供了定量估计的影响的超晶胞尺寸和假设的随机分布的Bi原子上的带间跃迁能量的GaBi $_{x}$作为$_{1-x}$。我们的计算支持在GaBi $_x$作为$_{1-x}$/GaAs接口，与最近的实验结果…
2013-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
