Anomalous D'yakonov-Perel' spin relaxation in semiconductor quantum wells under strong magnetic field in Voigt configuration
本文报道了在强磁场作用下，半导体量子阱中Voigt组态的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫随动量弛豫的反常标度.重点讨论了外磁场垂直于自旋轨道耦合感应的有效磁场且其强度远大于后者的情况。发现即使在强散射极限下，纵向自旋弛豫时间也与动量弛豫时间成正比，表明D 'yakonov-Perel'自旋弛豫具有Elliott-Yafet类行为.此外，横向自旋弛豫时间是成反比（成比例）的动量弛豫时间在弱（强）散射限制，无论是在相反的趋势对既定的传统的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫行为。我们进一步证明了上述所有反常标度关系都来自于有效非均匀加宽的唯一形式。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Relaxation of Conduction Electrons in Semiconductors Due to Interaction with Nuclear Spins
研究了零外加磁场下半导体中传导电子自旋由于与自旋1/2核的超精细相互作用而产生的弛豫。我们计算了电子自旋弛豫时间尺度，以评估这种弛豫机制的重要性。主方程的电子自旋密度矩阵的推导和解决。极化的核自旋可以用于自旋电子器件中的电子。
2003-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Real time relaxation dynamics of macroscopically photo-excited electrons toward the Fermi degeneracy formation in the conduction band of semiconductors
本文结合半导体材料（GaAs，InP）的时间分辨双光子光电子能谱测量实验，从理论上研究了宏观光激发电子的实时弛豫动力学过程，以及半导体材料的导带空位中费米简并的形成。在光激发后不久，整个电子显示出相当快速的弛豫，就像雪崩现象，主要是由于连续的多（光学和声学）声子发射。重复这一多声子过程，电子的整个能量分布被示出为在宽导带的下部上大大拉长的多峰结构。然而，在激发后约1 ps，这种弛豫严重减慢，因为从费米能级附近的电子发射长波声学声子变得非常困难。通过使用电子温度近似，我们表明，这种缓慢的弛豫时间成反比。因此，完全费米简并的形成需要无限的时间。这些理论结果与前面提到的最近的实验是完全一致的。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley relaxation of resident electrons and holes in a monolayer semiconductor: Dependence on carrier density and the role of substrate-induced disorder
利用时间分辨的光学克尔旋转，我们测量了剥离的WSe $_2$单分子膜中的电子和空穴的低温谷动力学作为载流子密度的系统函数。为了调和迄今为止报道的单层半导体中载流子谷动力学的许多不同的时间尺度，我们直接比较了具有不同介电环境的两个静电门控WSe $_2$单层中的掺杂依赖的谷弛豫。在完全封装的结构（hBN/WSe $_2$ /hBN，其中hBN是六方氮化硼）中，发现谷弛豫是单指数的。在低载流子密度下，谷弛豫时间$τ_v$相当长（$\sim$ 10~ $μ$ s），但在高电子或空穴密度下迅速减小到小于100~ns（$\gtrsim$ ~cm $^{-2}$）.相反，在直接置于二氧化硅上的部分包封的WSe $_2$单层（hBN/WSe $_2$ /SiO $_2$）中，载流子谷弛豫在低载流子密度下是多指数的。这种差异归因于来自SiO $_2$衬底的环境无序。出乎意料的是，非常小的面外磁场可以增加$τ_v$，特别是在hBN/WSe $_2$ /SiO $_2$结构中，这表明由无序诱导的局域态可以在去极化自旋和介导单层过渡金属-二硫族化物半导体中的驻留载流子的谷弛豫中起重要作用。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Donor-driven spin relaxation in multi-valley semiconductors
我们提出了一个理论的自旋弛豫的电子由于散射的中心电池电位的杂质在硅中。考虑到导带的多通道性质和平移对称性的破坏，自旋翻转幅度由这种短程杂质散射主导，之后电子被转移到$k$空间中不同轴上的谷（所谓的$f$过程）。这些$f$ -过程在所有温度下主导自旋弛豫，其中在低温下散射离开杂质中心晶胞主导，并且在升高的温度下与$Σ$ -轴声子散射。据我们所知，该理论是第一个解释和精确量化的自旋弛豫杂质身份的依赖性。因此，新的形式填补了长期以来$n$型硅自旋弛豫理论的空白，它是有价值的硅基自旋电子器件的表征。
2014-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent defect-assisted multiphonon intraband carrier relaxation in semiconductor quantum dots
提出了半导体量子点中多声子带内载流子弛豫的一种新的缺陷辅助机制，其中载流子是在初始态、终态和缺陷态的相干叠加中发现的。结果表明，这一机制是能够解释所观察到的趋势的PbSe和CdSe胶体量子点的带内弛豫速率的温度依赖性。
2007-05-18 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo simulation of spin relaxation in nanowires and 2-D channels of II-VI semiconductors
我们分析了各种II-VI族半导体纳米线结构和2-D沟道的自旋弛豫行为，通过模拟自旋极化输运通过半经典方法。采用蒙特卡罗模拟方法对模型进行了模拟。D 'yakanov-Perel机制和Elliot-Yafet机制是II-VI族半导体自旋弛豫的主要机制。分析了自旋弛豫长度随外场的变化，并与二维沟道作了比较。在1 kV/cm的外场下比较了不同II-VI族半导体的自旋弛豫长度，以了解影响它们自旋退相的主要因素。在众多的实验结果中，最值得注意的是纳米线中的自旋弛豫长度比二维沟道中的自旋弛豫长度大许多倍。
2011-11-11 cond-mat.mes-hall
Exciton spin relaxation in single semiconductor quantum dots
研究了非对称单量子点中激子自旋的弛豫（纵向弛豫时间$T_{1}$），这是由于短程交换作用和声学声子形变的相互作用引起的。计算的弛豫速率强烈依赖于点的大小，磁场和温度。对于典型的量子点和低于100 K的温度，零磁场弛豫时间是长的激子寿命相比，但他们强烈减少高磁场。本文详细讨论了基于（In，Ga）As和（Cd，Zn）Se半导体化合物的量子点。
2003-04-23 cond-mat.mes-hall
Polarons in semiconductor quantum-dots and their role in the quantum kinetics of carrier relaxation
虽然含时微扰理论表明在半导体量子点中载流子-声子散射效率低，但我们证明了载流子-声子相互作用的量子动力学描述预测了快速载流子捕获和弛豫。所考虑的过程在自由载流子能量方面不满足能量守恒，因为局域量子点态的极性耦合强烈地改变了这一图像。
2005-01-20 cond-mat.mes-hall
Distinguishing Spin Relaxation Mechanisms in Organic Semiconductors
本文介绍了无序系统中跳跃载流子自旋弛豫和自旋扩散的理论。对于由跳跃之间的等待时间的分布描述的无序（例如，来自多个陷阱、位能无序和/或位置无序），有机半导体中的主导自旋弛豫机制（超精细、跳跃诱导的自旋轨道和位内自旋弛豫）各自产生不同的特征自旋弛豫和自旋扩散对温度的依赖性。由此产生的独特的实验签名的理论预测的有机半导体中的每种机制提供了一个处方，用于确定主导的自旋弛豫机制。
2013-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin relaxation and spin dynamics in semiconductors
一章贡献的书：“手册的自旋输运和磁性”，编辑。Tsymbal和Igor Zutic（Chapman & Hall/CRC，2011）http://www.crcpress.com/product/isbn/9781439803776.
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Spin-relaxation time in the impurity band of wurtzite semiconductors
本文测定了纤锌矿结构半导体杂质带电子的自旋弛豫时间。有效的Dresselhaus自旋-轨道相互作用哈密顿量被视为在低温下的自旋弛豫的源和对应于金属-绝缘体过渡的金属侧的掺杂密度。计算了杂质态之间的自旋翻转跳跃矩阵元，并将其用于建立包含纤锌矿半导体对称性的紧束缚哈密顿量。自旋弛豫时间是从自旋扩散的半经典模型，以及从自旋和电荷扩散在杂质半导体的微观自洽图解理论。对特别重要的材料提供了估计数。理论自旋弛豫时间与GAN和ZnO中相应的低温测量值相比毫不逊色。对于氮化铟和氮化铝，我们预测，调谐的自旋-轨道耦合常数，由外部电位引起的自旋弛豫时间相关的研究机制可能会显着增加。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of D'yakonov-Perel' spin relaxation in zinc blende semiconductor quantum structures
D 'yakonov-Perel'机制与电子态的自旋分裂密切相关，通常主导锌半导体量子结构中的自旋弛豫。以前，它已经制定了两个极限情况下的低温和高温。在这里，我们扩展的理论，给出一个准确的描述，这往往是相关的室温实验的中间制度。采用自洽多带包络函数方法，计算了n-（001）Zn_xO_2半导体量子结构中电子子带的自旋劈裂。利用这些结果，我们计算自旋弛豫率作为温度的函数，并获得良好的协议与实验数据。
2004-07-14 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in the impurity band of a semiconductor in the external magnetic field
研究了具有自旋分裂谱的二维半导体在外加磁场中杂质带的自旋弛豫。自旋弛豫的几种机制被证明是相关的。第一个是由于声子辅助塞曼子能级之间的跃迁的基态的一个孤立的杂质，而其他机制可以被描述在一个随机的磁场中的自旋进动在杂质带的电子运动。在后一种情况下，有两个贡献的自旋弛豫：一个给出的最佳杂质配置与跳跃等待时间成反比的外部磁场和另一个有关的电子运动在大尺度上。计算了平均自旋弛豫速率。
2007-08-27 cond-mat.mes-hall
Excitonic relaxation and transfer in semiconductor nanocrystals
讨论了半导体纳米晶体中发生的一些基本辐射和非辐射过程，并计算了这些过程的速率。特别是，在本综述中，我们探讨了两个晶粒内的过程，如光子发射，俄歇复合，声子辅助激子弛豫，捕获表面缺陷，多激子产生，和晶粒间的过程中实现的激子迁移在合奏的纳米晶体。激子跃迁，创建，并伴随着光子和（或）声子发射或吸收的湮灭被认为是从他们的角度对纳米晶体的光学性质的影响。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation Anisotropy in Two-Dimensional Semiconductor Systems
本文从理论上研究了二维系统的自旋弛豫。各种半导体结构的n型和p型进行了详细研究。最重要的自旋弛豫机制被认为是。自旋弛豫时间的计算考虑到由于体反转不对称性和结构反转不对称性的自旋-轨道相互作用的贡献。结果表明，电子自旋弛豫的面内各向异性出现在III-V族非对称异质结构。这种各向异性可以由外部参数控制，并且自旋弛豫时间相差几个数量级。
2002-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Selection Rules for Non-Radiative Carrier Relaxation Processes in Semiconductor Quantum Dots
利用辐射级联的时间分辨强度互相关测量方法研究了半导体量子点中受激载流子的非辐射弛豫过程。我们光谱识别间接辐射级联，其中包括中间声子辅助弛豫。第一光子的能量揭示了非辐射弛豫之前的多载波配置，而第二光子的能量揭示了弛豫之后的配置。因此，强度互相关测量提供了非辐射过程及其选择规则的定量测量。我们建立了一个模型，它准确地描述了电子-声子和电子-空穴交换相互作用的实验观察。我们的测量和模型为半导体纳米结构中的工程弛豫过程提供了一种新的工具。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhanced spin relaxation time due to electron-electron scattering in semiconductors
我们提出了一个详细的实验和理论分析的二维电子气（2DEG）在一系列的n掺杂GaAs/AlGaAs量子阱的自旋动力学。皮秒分辨率的偏振泵浦探测反射技术，以详细研究的温度，浓度和量子阱宽度的依赖性的自旋弛豫速率的一个小的光激发电子人口。实验证明了自旋寿命随温度的快速增强，最大值接近2DEG的费米温度。这些观察结果与电子-电子碰撞控制的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫机制一致。自旋弛豫时间的实验结果和理论预测是在很好的定量协议。
2006-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin relaxation in diluted magnetic semiconductor quantum dots
从理论上研究了Ⅱ-Ⅵ族稀磁半导体量子点中声子介导的s-d交换作用引起的电子自旋弛豫。考虑了由于压电耦合和形变势引起的电声声子相互作用。所得到的自旋寿命通常在微秒量级。声子介导的自旋翻转机制的有效性随着Mn浓度、电子自旋分裂、垂直约束强度和横向直径的增加而增加，但对磁场和温度表现出非单调依赖性。一个有趣的发现是，小量子点中的自旋弛豫被抑制强磁场和低浓度的Mn在低温下。
2005-06-30 cond-mat.mes-hall
Anisotropic effects and phonon induced spin relaxation in gate-controlled semiconductor quantum dots
本文详细分析了各向异性对III-V族半导体量子点中声子诱导自旋弛豫速率的影响。我们发现，由于在各向同性和各向异性量子点的相反的电子自旋态的第一和第二激发态之间的水平交叉的意外简并可以操纵与应用程序的外部施加的栅极电位。特别地，除了III-V族半导体QD中的较低QD半径之外，各向异性栅极电势增强了声子介导的自旋翻转速率并将尖状结构降低到较低的磁场。在InAs量子点中，只有Rashba自旋轨道耦合对声子诱导的自旋弛豫速率有贡献。然而，对于GaAs量子点，Rashba自旋-轨道耦合的贡献附近的偶然简并点和Dresselhaus自旋-轨道耦合的贡献低于和高于偶然简并点在量子点的声子诱导的自旋弛豫率的操纵。
2012-01-26 cond-mat.mes-hall
Resonant thermal transport in semiconductor barrier structures
我报告说，热单势垒（TSB）和热双势垒（TDB）结构（形成，例如，通过插入一个或两个区域的几个Ge单层在Si中）提供的声子输运的抑制以及共振热输运效应。我表明，高频声子可以经历传统的双势垒共振隧穿的TDB结构，而形成的法布里-珀罗共振（在较低的频率）导致量子振荡的温度变化的TSB和TDB的热导$σ_{\text{TSB}}$和$σ_{\text{TDB}}$。
2004-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocarrier relaxation in two-dimensional semiconductors
半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的二维（2D）晶体吸收可见光频率中的大部分入射光子，尽管是原子薄的。有人认为，这种强吸收是由于平行带或“带套”效应以及相应的联合态密度发散。在这里，我们表明，使用光致发光激发光谱的频带嵌套在单层和双层MX $_2$（M = Mo，W和X = S，Se）的结果在依赖于激发的光激发载流子的特征弛豫路径。我们的实验和模拟结果表明，光激发的电子空穴对在嵌套区域自发分离的$k$ -空间，立即带极值与相反的动量弛豫。这些影响意味着，由于直接激子复合的光生载流子的损失暂时抑制与频带嵌套共振激发。我们的研究结果突出了使用这些材料作为光电子器件中的吸收体的有效热载流子收集的潜力。
2014-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Spin Relaxation Anisotropy in Semiconductor Quantum Wells
利用Hanle效应测量了非对称（001）AlGaAs量子阱中二维电子的自旋弛豫。提取了沿[1 - 10]、[1-10]和[001]晶向取向的自旋的三个不同自旋弛豫时间，证明了D 'yakonov-Perel'自旋弛豫机制的各向异性。半导体量子阱结构中描述自旋轨道耦合的Rashba项和Dresselhaus项的相对强度。结果表明，在所研究的结构中，Rashba自旋轨道分裂比Dresselhaus分裂强约4倍。
2006-01-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Theory and computation of thermal-field emission from semiconductors
本文修正半导体场发射方程并扩展GETELEC工具，实现全发射区域的高精度低计算成本模拟，成功复现半导体非线性I-V曲线并解释价带电子发射缺失现象。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial thermal conductance across metal-insulator/semiconductor interfaces due to surface states
我们指出，有效的通道的界面热导，Kapitza电阻的倒数，金属-绝缘体/半导体界面是由电子-声子相互作用介导的表面状态允许在一个薄的区域附近的界面。我们的详细计算表明，Pb/Pt/Al/Au-金刚石界面的界面热导率在这些金属中仅略有不同，并且很好地再现了Stoner等人[Phys. Rev. Lett. 68，1563（1992）]和最近由Hohensee等人[Nature Commun. 6，6578（2015）]。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitation of relaxation oscillations in a semiconductor superlattice by incident waves: efficient terahertz harmonics generation
理论研究了入射波激发弛豫振荡产生的半导体超晶格倍频太赫兹谐波。结果表明，弛豫振荡激发成为可行的，如果超晶格直流电阻是足够低的比较与外部波导系统的特征辐射阻抗。作为入射波功率的函数的所产生的谐波的功率在取决于超晶格峰值电流的特定输入功率水平下展示了阈值状行为。我们表明，对于典型的超晶格参数的卷的频率所产生的谐波主要是指定的等离子体频率的电子在超晶格的迷你带。我们认为，超晶格的迷你带宽的增加可以从根本上提高效率和产生的太赫兹谐波的光谱范围。
2010-12-13 cond-mat.mes-hall
Magnetization relaxation in (Ga,Mn)As ferromagnetic semiconductors
本文描述了铁磁半导体（Ga，Mn）As合金中由于p-d动力学交换耦合与巡游自旋子系统的Mn局域磁矩磁化弛豫的理论。理论上的吉尔伯特阻尼系数暗示了这种机制作为一个函数的Mn矩密度，空穴浓度，和准粒子寿命计算。与实验铁磁共振数据的比较表明，在退火强金属样品，p-d耦合有助于显着的阻尼率的磁化进动在低温下。通过结合理论吉尔伯特系数的值的磁各向异性能量，我们估计，在全半导体三层器件的自旋转移磁化翻转的典型的临界电流可以低至$\sim 10^{5} {\rm A cm}^{-2}$。
2003-11-19 cond-mat.mes-hall
Semiconductor charge qubit relaxation due to two-phonon processes
从理论上研究了双量子点系统中电子轨道态的双声子弛豫过程。特别地，我们计算了弛豫速率如何依赖于量子点之间的间隔距离，量子点限制的强度，和晶格温度。通过特定的点间距离和晶格温度，和不同的散射通道的相对强度的速率的增强进行了讨论。我们的研究结果表明，虽然在低温（$T \sim 1$ K）的双声子过程是几乎四个数量级弱于一个声子过程相比，在放松的电子轨道状态，在室温下，他们是一样重要的一个声子过程。
2005-08-09 cond-mat.mes-hall
Exchange-driven spin relaxation in ferromagnet/oxide/semiconductor heterostructures
我们调查的电子自旋弛豫在GaAs中的Fe/MgO层附近使用自旋分辨光学泵浦探测光谱，揭示了强烈的依赖于交换驱动的超精细场的强度上的自旋弛豫时间。这种效应的温度依赖性揭示了与载流子冻结的强相关性，这意味着在低温下，自由载流子的自旋寿命主要由载流子局部化引起的局部超精细场中的不均匀性决定。这一结果解决了一个长期存在的和有争议的问题的起源自旋弛豫GaAs在低温时，磁场存在。此外，这种改进的基本理解铺平了道路，为未来的实验探索铁磁体/半导体界面的时间相关的交换相互作用及其对自旋耗散和运输的动态驱动的自旋泵制度的影响。
2015-08-01 cond-mat.mes-hall
Ab Initio Modeling of Phonon-Assisted Relaxation of Electrons and Excitons in Semiconductor Nanocrystals for Multiexciton Generation
在GW-BSE（Bethe-Salpeter方程）方法框架下，对纳米团簇中的电子-声子相互作用和激子-声子相互作用进行了计算。声子效应的模型与两个粒子表示的第一次。计算了电子和激子的无辐射弛豫速率。结果表明，单声子弛豫和多声子弛豫在纳米晶体中都是显著的，并且对应于两种具有完全不同谱线形状的物理过程。此外，多声子弛豫始终发生，其速率与所研究系统（Si 46）中电子和激子的相应单声子弛豫速率相当。基于多体格林函数理论计算了电子和激子的非弹性散射率。对于Si 46中的电子态，非弹性散射衰变被预测为多激子弛豫的主要衰变机制，并且对于Si 46中的大多数激子态，非辐射弛豫率大于非弹性散射率。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall
Magnetization Dissipation in the Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Mn)As
基于磁化弛豫的散射理论计算了（Ga，Mn）As的Gilbert阻尼。无序散射包括非微扰。在干净的限制，自旋泵从本地化的d-电子的巡回孔占主导地位的弛豫过程。在扩散状态下，呼吸费米表面效应被带间散射的效应平衡，这导致吉尔伯特阻尼常数在0.005左右饱和。在小样本中，系统形状引起吉尔伯特阻尼的大的各向异性。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of group-IV Semiconductors from a Kinetic-Collective Model
用动力学-集体模型计算了几种类金刚石材料的热导率。从这种方法中，得到的热导率表达式，包括从动力学（自由）的声子场的集体（流体动力学）的行为的过渡。表达式只包含三个参数。一旦拟合到天然存在的硅，其他材料的相同参数直接从理论关系计算。计算结果与实验数据吻合较好。
2014-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The dominant spin relaxation mechanism in compound organic semiconductors
尽管最近对“有机自旋电子学”感兴趣，但有机化合物半导体中电子或空穴的主导自旋弛豫机制尚未被最终确定。有零星的建议，这可能是超精细相互作用所造成的背景核自旋，但没有证实的证据来支持这一点已经提出。在这里，我们报告的电场的自旋扩散长度的有机自旋阀结构组成的Alq 3间隔层的依赖性，并认为，这个数据，以及现有的数据对这个长度的温度依赖性，矛盾的概念，超精细相互作用放松自旋。相反，他们认为由自旋-轨道相互作用产生的Elliott-Yafet机制更可能是主导的自旋弛豫机制。
2010-03-14 cond-mat.mes-hall
The effect of Auger heating on intraband carrier relaxation in semiconductor quantumrods
受激电荷载流子弛豫到其平衡态的速率影响纳米级器件性能的许多方面，包括切换速度、载流子迁移率和发光效率。因此，更好地了解载流子弛豫的过程具有重要的技术意义。在半导体纳米结构中，由电子激发的强空间限制引起的载流子-载流子相互作用的显著增加导致俄歇效应的显著增强，这可以进一步导致不寻常的俄歇过程控制的复合和能量弛豫机制。在这里，我们报告的第一个实验观察到有效的俄歇加热在高泵浦强度的CdSe量子棒，导致载流子冷却速率的强烈减少。在这种情况下，载流子温度由通过声子发射的能量流出和由于俄歇加热的能量流入之间的平衡决定。这种平衡导致了特殊的载流子冷却动力学，与复合动力学密切相关，这种效应在体或纳米级半导体中从未见过。
2006-08-17 cond-mat.mes-hall
Theory of excitons in cubic III-V semiconductor GaAs, InAs and GaN quantum dots: fine structure and spin relaxation
系统研究了立方Ⅲ-Ⅴ族半导体GaAs、InAs和GAN量子点中激子的精细结构，通过建立有效激子哈密顿量，计算了GAN量子点中激子的自旋弛豫。电子-空穴交换相互作用哈密顿量，其中包括长和短范围的部分，推导出的有效质量近似内，考虑到传导，重和轻空穴带，特别是分裂带。在这项工作中应用的计划允许在强和弱限制制度的激子的描述。证明了无微扰地处理电子-空穴直接库仑相互作用的重要性。我们在我们的计算表明，光洞和分裂带是可以忽略不计的激子精细结构时，即使是GAN量子点，和短程交换相互作用是无关紧要的，当考虑光学活性的二重分裂。我们指出，在许多以前的工作中被忽略的长程交换相互作用，有助于亮态和暗态之间的能量分裂，与短程交换相互作用。强依赖于光学活性的双重分裂的各向异性的点形状的报告。大的双峰分裂高达600 $μ$ eV，甚至高达几个毫电子伏的小点尺寸与大的各向异性，在GAN量子点。计算了GAN量子点中最低两个光学活性激子态之间的自旋弛豫，显示出对量子点各向异性的强烈依赖性。报道了GAN量子点的长激子自旋弛豫时间。这些结果与实验结果吻合得很好。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation due to electron-electron magnetic interaction in high Lande g-factor semiconductors
本文采用Monte Carlo方法研究了InSb/InAlSb异质结中的自旋输运，并考虑了自旋动力学，引入了自旋的密度矩阵描述。除了占主导地位的Dyakonov-Perel（DP）机制的自旋控制和弛豫，我们认为电子之间的磁相互作用的重要性，由于在材料中的高电子Lande g因子。据发现，虽然磁相互作用的效果是不重要的，在低密度，它减少了高达50%的自旋弛豫长度在较高的密度。我们还提出了一个计算，阐明了抑制退相干归因于波矢依赖磁场的DP弛豫机制。我们注意到，磁相互作用是一个一般的弛豫机制，可能承担的重要性，在材料中具有高电子朗德g因子。
2010-08-04 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation rates in quasi-one-dimensional coupled quantum dots
从理论上研究了准一维耦合双半导体量子点中自旋弛豫速率。我们认为InSb和GaAs为基础的系统中存在的Rashba自旋轨道相互作用，这会导致相反的自旋状态的混合，并允许声子介导的能量本征态之间的跃迁。考虑了锌半导体中所有声子模和耦合机制的贡献。的自旋弛豫率显示一个尖锐的，尖状的最大值作为功能的interdot势垒的宽度，在一个值的宽度，它可以由外部磁场控制。这种显著的行为与结构中的双折射-反对称能级分裂有关。
2005-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards 4D modelisation of thermal-field emission from semiconductors
School of Engineering, University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；Institute of Technology, University of Tartu（塔尔图大学技术学院）；Adaptix Imaging Ltd.（Adaptix成像有限公司）
针对现有半导体热场发射理论仅局限于1D/2D模型的不足，研究构建了适配任意几何与掺杂水平的3D模型，复现了特征饱和平台及温度依赖特性，且与n型锗实验数据定性吻合，为后续拓展至含时间维度的4D框架提供了基础平台。
2025-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation of localized electrons in n-type semiconductors
本文从理论上讨论了决定n型半导体杂质带定域电子自旋弛豫时间的机制，并与已有的实验数据进行了比较。非平衡角动量的弛豫时间被证明是有限的超精细相互作用，或自旋轨道相互作用过程中的交换诱导自旋扩散。自旋系统中的能量弛豫时间由声子辅助的跳跃决定，最佳距离约为4玻尔半径。施主束缚电子的自旋相关时间由与其他局域电子的交换相互作用或自由导带电子的自旋翻转散射决定。本文讨论了局域电子自旋系统光学冷却的可能性。
2008-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theoretical study of phonon-assisted singlet-singlet relaxation in two-electron semiconductor quantum dot molecules
从理论上研究了半导体量子点分子中声子辅助的单重态-单重态弛豫。考虑了双电子掺杂的横向耦合量子点结构。我们考虑到通过变形势和压电耦合与声学声子模式的相互作用。我们发现，所考虑的系统的压电机制是非常重要的，并为某些范围内的量子点分子参数是主要的贡献弛豫。结果表明，声子辅助隧穿率达到更高的值（高达160 ns $^{-1}$，即使在零温度）相比，与其他退相干过程，如自旋轨道耦合（$\sim$ 0.01 ns $^{-1}$）。库仑相互作用的影响进行了讨论，并指出其后果。我们计算了GaAs量子点分子的弛豫速率，并研究了弛豫速率与量子点尺寸、量子点间距和量子点间距的关系。此外，隧道速率的温度依赖性进行了分析。
2008-05-24 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in semiconductor quantum dots
我们研究了GaAs量子点中自旋反转的物理过程.我们已经计算了不同的机制，这是相关的自旋-轨道耦合，并导致自旋翻转过程中的电子在点的非弹性弛豫与无磁场的速率。我们已经表明，零维字符的问题时，电子波函数是本地化在所有方向上导致冻结的最有效的自旋翻转机制有关的情况下，在基本晶胞和异质界面的反转中心，因此，异常低的自旋翻转率。
1999-07-23 cond-mat.mes-hall
Modeling of Spin Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor: A Non-Equilibrium Green's Function Approach with Spin Relaxation
自旋金属氧化物半导体场效应晶体管（spinMOSFET）是一种将肖特基势垒MOSFET与铁磁源极和漏极接触相结合的新型自旋逻辑器件。以前的模拟研究预测，该设备应该显示一个非常高的磁阻（MR）比（平行和反平行磁化的情况之间）的情况下，半金属铁磁体（HMF）。我们使用非平衡格林函数（NEGF）的形式主义来描述隧道和载流子输运在这个设备，并将自旋弛豫在HMF半导体接口。界面处的自旋弛豫导致非理想自旋注入。少数自旋电流出现，并主导反平行磁化的漏电流。这降低了MR比，并为自旋MOSFET性能设置了实际限制。我们发现，MR饱和在一个较低的值为较小的源漏偏置。此外，自旋弛豫在检测器侧被发现是更有害的MR比在注入器侧，漏偏置小于少数自旋边缘和费米能级的能量差。
2008-09-18 cond-mat.mes-hall
Dynamics of exciton formation and relaxation in photoexcited semiconductors
我们研究了半导体脉冲光激发后皮秒时间尺度上激子的形成和弛豫的动力学。研究是在密度矩阵理论的框架下进行的，并辅以动力学控制截断格式。我们截断了方程组的声子分支，提出了单声子辅助和高阶声子辅助的密度矩阵之间的耦合形式，以保证封闭系统中的能量和粒子数守恒。相关的激子形成和弛豫过程的时间尺度确定从一个典型的有机和无机半导体的模型参数的值上进行的一维模型的数值研究。的激子动力学研究的激发场，温度和微观模型参数，如载流子-载流子和载流子-声子耦合的强度的中心频率的不同值。我们发现，对于典型的有机半导体参数，束缚激子的形成发生在几百飞秒的时间尺度上，而它们随后的弛豫和平衡至少需要几皮秒。这些时间尺度与最近的实验研究的激子的形成和弛豫共轭聚合物基材料是一致的。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Many-Body Rashba Spin-Orbit Interaction and Exciton Spin Relaxation in Atomically Thin Semiconductor Structures
Justus-Liebig-Universität Gießen（吉森大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
研究通过建立多粒子 Rashba 霍金量，揭示了二维半导体中局部电场对激子自旋弛豫的影响，发现 MoSe₂ 在特定条件下表现出快速自旋弛豫。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation due to the D'yakonov-Perel' mechanism in 2D semiconductors with an elliptic band structure
D 'yakonov-Perel'（DP）机制描述了存在Rashba自旋轨道耦合的二维系统中的非平衡自旋分布动力学。本文利用DP机制研究了具有椭圆能带结构的二维半导体自旋弛豫的各向异性。在有效质量近似下，利用自由载流子的面内各向异性有效质量描述了低能能带结构。利用极化自旋系综的密度矩阵的时间演化方程，在强动量散射区，从理论上计算了自由载流子的自旋弛豫时间。由于库仑相互作用和样品中的中性缺陷的散射势的结果。我们表明，在二维平面内的y-和x-方向上的自旋弛豫时间的比率显示幂律依赖于有效质量比，而指数捕获的散射势的细节。该模型被应用于研究单层黑磷中的电子自旋弛豫，这是已知的表现出显着的能带结构椭圆。该模型还可以预测自旋弛豫各向异性的机械应变的2D材料中，椭圆形能带结构出现的晶格常数的修改的结果。
2018-11-26 cond-mat.mes-hall
Quantum dynamics of nuclear spins and spin relaxation in organic semiconductors
本文研究了有机半导体中超精细诱导的跳跃载流子自旋弛豫过程中核自旋量子动力学的作用。在跳跃之间的等待时间期间具有小载流子自旋进动的快速跳跃状态对于具有长自旋相干时间的有机半导体是典型的。我们认为这种制度，并专注于在一维载流子随机游走扩散，其中的核自旋动力学的影响预计是最强的。利用演化算符的Suzuki-Trotter分解方法，对核自旋数不超过25的自旋系统进行了精确的数值模拟。利用自旋相干态$P$表示方法，更大的核自旋系统建模。我们发现核自旋动力学在长时间内强烈影响载流子自旋弛豫。如果随机游走被限制在一个小的区域，它会导致长时间在非零值的载流子自旋极化猝灭。如果无规游走是不受限制的，则载流子自旋极化获得长时间拖尾，衰减为$ 1/\sqrt{t}$。根据数值结果，我们设计了一个简单的公式定量描述的效果。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation: From 2D to 1D
在反转非对称半导体中，自旋-轨道相互作用产生非常有效的电子自旋弛豫机制。最近的工作，基于尺寸约束的D 'yakonov Perel'机制，描述了随着沟道宽度的减小，二维导电层的电子自旋弛豫时间增加。自旋弛豫的减慢可以理解为一维极限的前兆。
2010-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of spin relaxation rate on the interfacial spin depolarization in ferromagnet/oxide/semiconductor contacts
通过对CoFe/MgO/半导体（SC）接触中的正向和反向Hanle效应的联合测量，揭示了自旋弛豫速率对局部磁场引起的界面自旋去极化（ISD）的影响.尽管类似的铁磁电极和界面粗糙度在CoFe/MgO/Si和CoFe/MgO/Ge接触，我们已经观察到明显不同的功能的ISD取决于主机SC。旋进和弛豫的自旋在不同的SC暴露于本地字段从或多或少相同的铁磁体引起一个显着不同的比例的反转汉勒信号正常的。在室温下，在CoFe/MgO/Si接触中观察到大的ISD，而在CoFe/MgO/Ge接触中观察到小的ISD。CoFe/MgO/Ge接触的ISD在低温下显著增加。这些结果可以归因于宿主SC中自旋弛豫的差异。ISD的模型计算，考虑自旋进动由于本地场和自旋弛豫在主机SC，解释了ISD的温度和偏压的依赖性一致。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall
Dangling-bond spin relaxation and magnetic 1/f noise from the amorphous-semiconductor/oxide interface: Theory
我们提出了一个磁噪声模型的基础上自旋翻转（而不是电子捕获）的顺磁性悬挂键在非晶半导体/氧化物界面。由单声子交叉弛豫机制导出了悬挂键与非晶界面隧穿二能级系统相互作用的自旋翻转时间的宽分布。温度和频率的依赖关系是敏感的三个能量尺度：悬挂键自旋塞曼能量δ，以及最小值（E_min）和最大值（E_max）的隧道二能级系统的能量分裂。我们比较并拟合我们的模型参数，以探测最近的实验锑施主注入核自旋自由硅自旋相干[T。Schenkel { \it等人}，应用物理信函88，112101（2006）]，并得出结论，10^{14}cm^{-2}数量级的悬挂键面积密度与数据一致。这使得能够预测单个自旋量子位相干时间作为与界面的距离和真实器件结构中的悬挂键区密度的函数。我们应用这个理论计算了Si/SiO_2衬底对SQUID器件的磁通量噪声的影响。我们对SQUID中通量噪声的显式估计导致在f= 1 Hz时噪声谱密度为10^{-12} Phi_{0} ^{2} {Hz}^{-1}的量级。这个值可以解释某些SQUID器件中磁通噪声的来源。最后，我们考虑使用表面钝化与氢，和剩余的核自旋噪声从一个完美的硅氢化物表面产生的抑制这些影响。
2008-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in organic semiconductors in large electric fields: From thermal activation to field emission
理解有机半导体在大电场中的电荷输运与许多应用相关。我们提出了在短沟道的聚（3-己基噻吩）和6，13-双（三异丙基硅基乙炔基）并五苯的基础上，从室温到4.2 K的有机场效应晶体管的输运测量。近300 K的运输在这两个系统是很好地描述了热辅助跳跃与Poole-Frenkel样增强的流动性。在低温和大的栅极电压下，这两种材料中的输运变得几乎与温度无关，跨越到场驱动隧穿。这些数据，特别是TIPS-并五苯的数据表明，在考虑更奇特的物质时必须非常谨慎（例如，Tomonaga-Luttinger液体）的运输解释。
2010-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical lattice thermal conductivity, Shastry sum rule and second sound in bulk semiconductor crystals
本文讨论了立方半导体块体晶体动态晶格热导率k（W）的基本性质。计算方法是基于求解Boltzmann-Peierls声子输运方程在频域激发后的动态温度梯度，在单弛豫时间近似的框架内，使用修改的Debye-Callaway模型。我们的模型使我们能够获得一个紧凑的表达式k（W），捕获的主要行为的动态热传导的声子。这个表达式满足因果关系的要求，并导致卷积型之间的关系的热流密度，电流和温度梯度在真实的时空域与Gurtin-Pipkin理论。通过改变环境温度以及不同的内、外参数，包括嵌入半导体纳米颗粒作为外声子散射中心的影响，研究了k（W）的动力学行为。本文还探讨了Shastry求和规则的适用性以及在玻尔兹曼理论框架下二次声存在和传播的可能性。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Longitudinal spin-relaxation of donor-bound electrons in direct bandgap semiconductors
我们测量了三种高纯度直接带隙半导体：GaAs，InP和CdTe中施主束缚电子纵向自旋弛豫时间（$T_1$）作为磁场（$B$）的函数，观察到最大$T_1$分别为$1.4~\text{ms}$，$0.4~\text{ms}$和$1.2~\text{ms}$。在GaAs和InP中，在低磁场下，直到$\sim2~\text{T}$，自旋弛豫机制是强烈的密度和温度依赖性，并归因于由晶格核自旋引起的超精细场中的电子自旋的随机进动。在所有三种半导体在高磁场下，我们观察到一个幂律依赖的${T_1 \propto B^{-ν}}$与${3\lesssim ν\lesssim 4}$。我们的理论预测，直接自旋-声子相互作用是重要的，在所有这三种材料在这一制度的量子点结构相比。此外，由Dresselhaus自旋轨道耦合结合单声子过程引起的“混合”机制在GaAs中具有可比的贡献。我们发现GaAs和CdTe的高场论和实验之间没有自由参数的良好协议，但存在显着的差异为InP。
2016-05-19 cond-mat.mes-hall
Detection of thermodynamic "valley noise" in monolayer semiconductors: access to intrinsic valley relaxation timescales
与电荷和自旋自由度一起，许多新的2D材料还允许信息在电子的谷自由度中编码-也就是说，特别是在材料的布里渊区中的动量状态。鉴于未来几代基于谷的（光）电子技术，谷之间的散射和弛豫的固有时间尺度，因此代表感兴趣的基本参数。在这里，我们介绍并展示了一个完全被动的，基于噪声的方法，探索原子薄过渡金属二硫族化物（TMD）半导体的内在谷动力学。利用单分子层TMD中谷区特有的光学选择规则，在严格的热平衡条件下，利用光学法拉第旋转来探测驻留载流子费米海中谷区极化的随机热力学涨落.这种自发的“谷噪声”的频谱揭示了狭窄的洛伦兹线形，因此长指数衰减的固有谷弛豫。此外，谷噪声信号示出验证传统的（微扰）泵浦探测测量的弛豫时间和光谱依赖性。这些结果提供了一个可行的路线走向定量测量的内在谷动态，从任何外部扰动，泵浦，或激励。
2018-08-03 cond-mat.mes-hall
Deformation Electron-Phonon Coupling in Disordered Semiconductors and Nanostructures
我们研究了无序半导体和低维结构中的电子-声子弛豫（退相）速率。弛豫是由电子通过形变势散射和杂质和缺陷的弹性电子散射的干涉决定的。我们发现，与金属中的相消干涉相反，半导体结构中的干涉显著地增强了有效的电子-声子耦合，这导致了电子-声子相互作用的Pippard无效条件。所得结果解释了硅结构中的能量弛豫现象。
2005-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
