Ⅱ-Ⅵ族半导体单晶电子自旋动力学
发布时间：2020-12-10 13:29
Ⅱ-Ⅵ族化合物CdS和ZnO是常见的宽带隙半导体,具有重要的光电应用。它们具有较小的自旋轨道耦合能,有望获得较长的自旋弛豫时间。本论文利用时间分辨法拉第/克尔旋转光谱技术较为全面的研究了n型CdS单晶和ZnO单晶的电子自旋相干动力学,主要研究内容及成果如下:（1）系统研究了六方纤锌矿n型CdS单晶在不同温度、不同激光波长下的电子自旋相干特性。发现在低温下存在两种自旋信号,一种为较短泵浦探测波长下存在短寿命自旋信号,其自旋退相位时间约为40 ps,该自旋信号可以持续到室温,几乎不受温度的影响。另一种为较长泵浦探测波长下存在长寿命自旋信号,在温度为5 K时自旋退相位时间长达4.8 ns,随温度升高逐渐减小。经研究发现,长寿命自旋信号来自局域电子,短寿命自旋信号来自导带自由电子。（2）在室温条件下研究了六方纤锌矿n型ZnO单晶在不同波长、不同磁场、不同泵浦光激发功率、不同面内角下的电子自旋相干动力学。实验发现,电子自旋退相位时间长达5.5 ns,远长于块体ZnO在文献中已报道的室温数据。研究表明,该长寿命自旋信号来自于晶体中的局域电子。
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BAP机制原理图
华东师范大学硕士学位论文7重自旋态的混合使得空穴的自旋弛豫时间较短，但是电子的自旋弛豫时间往往很长，因此上述三种探测方法经常被用来探测材料中电子的超快自旋动力学。图1.4时间分辨法拉第旋转测量法示意图[22]。Fig1.4Schematicdiagramoftime-resolvedFaradayrotationmeasurement[22].早在二十世纪末，时间分辨法拉第旋转测量法就成为研究载流子自旋动力学的有力工具[23-28]，并且多年来，一直用来研究电子自旋动力学[29-32]。该方法主要基于自旋体系对探测光折射率n的影响：自旋体系对探测光的两个分量和+的折射率不同会导致探测光的偏振方向发生旋转。因此，TRFR通过探测透射光的偏转角F，来获得样品中自旋极化随延迟时间的演化过程。图1.4为测量电子横向自旋弛豫动力学（使用横向磁场B⊥）的TRFR示意图。图1.5不同横向磁场条件下CdS量子点和CdS块体材料的TRFR信号[33]。Fig1.5Time-resolvedFaradayrotationsignalsforCdSQDandbulksampleindifferenttransversemagneticfields[33].在外加恒定横向磁场B⊥的作用下，样品中的自旋极化会绕着该磁场做拉莫
华东师范大学硕士学位论文7重自旋态的混合使得空穴的自旋弛豫时间较短，但是电子的自旋弛豫时间往往很长，因此上述三种探测方法经常被用来探测材料中电子的超快自旋动力学。图1.4时间分辨法拉第旋转测量法示意图[22]。Fig1.4Schematicdiagramoftime-resolvedFaradayrotationmeasurement[22].早在二十世纪末，时间分辨法拉第旋转测量法就成为研究载流子自旋动力学的有力工具[23-28]，并且多年来，一直用来研究电子自旋动力学[29-32]。该方法主要基于自旋体系对探测光折射率n的影响：自旋体系对探测光的两个分量和+的折射率不同会导致探测光的偏振方向发生旋转。因此，TRFR通过探测透射光的偏转角F，来获得样品中自旋极化随延迟时间的演化过程。图1.4为测量电子横向自旋弛豫动力学（使用横向磁场B⊥）的TRFR示意图。图1.5不同横向磁场条件下CdS量子点和CdS块体材料的TRFR信号[33]。Fig1.5Time-resolvedFaradayrotationsignalsforCdSQDandbulksampleindifferenttransversemagneticfields[33].在外加恒定横向磁场B⊥的作用下，样品中的自旋极化会绕着该磁场做拉莫
【参考文献】：
博士论文
[1]掺杂ZnO稀磁半导体磁性的第一性原理计算[D]. 梁培.华中科技大学 2009
本文编号：2908777
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BAP机制原理图
华东师范大学硕士学位论文7重自旋态的混合使得空穴的自旋弛豫时间较短，但是电子的自旋弛豫时间往往很长，因此上述三种探测方法经常被用来探测材料中电子的超快自旋动力学。图1.4时间分辨法拉第旋转测量法示意图[22]。Fig1.4Schematicdiagramoftime-resolvedFaradayrotationmeasurement[22].早在二十世纪末，时间分辨法拉第旋转测量法就成为研究载流子自旋动力学的有力工具[23-28]，并且多年来，一直用来研究电子自旋动力学[29-32]。该方法主要基于自旋体系对探测光折射率n的影响：自旋体系对探测光的两个分量和+的折射率不同会导致探测光的偏振方向发生旋转。因此，TRFR通过探测透射光的偏转角F，来获得样品中自旋极化随延迟时间的演化过程。图1.4为测量电子横向自旋弛豫动力学（使用横向磁场B⊥）的TRFR示意图。图1.5不同横向磁场条件下CdS量子点和CdS块体材料的TRFR信号[33]。Fig1.5Time-resolvedFaradayrotationsignalsforCdSQDandbulksampleindifferenttransversemagneticfields[33].在外加恒定横向磁场B⊥的作用下，样品中的自旋极化会绕着该磁场做拉莫
华东师范大学硕士学位论文7重自旋态的混合使得空穴的自旋弛豫时间较短，但是电子的自旋弛豫时间往往很长，因此上述三种探测方法经常被用来探测材料中电子的超快自旋动力学。图1.4时间分辨法拉第旋转测量法示意图[22]。Fig1.4Schematicdiagramoftime-resolvedFaradayrotationmeasurement[22].早在二十世纪末，时间分辨法拉第旋转测量法就成为研究载流子自旋动力学的有力工具[23-28]，并且多年来，一直用来研究电子自旋动力学[29-32]。该方法主要基于自旋体系对探测光折射率n的影响：自旋体系对探测光的两个分量和+的折射率不同会导致探测光的偏振方向发生旋转。因此，TRFR通过探测透射光的偏转角F，来获得样品中自旋极化随延迟时间的演化过程。图1.4为测量电子横向自旋弛豫动力学（使用横向磁场B⊥）的TRFR示意图。图1.5不同横向磁场条件下CdS量子点和CdS块体材料的TRFR信号[33]。Fig1.5Time-resolvedFaradayrotationsignalsforCdSQDandbulksampleindifferenttransversemagneticfields[33].在外加恒定横向磁场B⊥的作用下，样品中的自旋极化会绕着该磁场做拉莫
【参考文献】：
博士论文
[1]掺杂ZnO稀磁半导体磁性的第一性原理计算[D]. 梁培.华中科技大学 2009
本文编号：2908777
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/2908777.html
