砷化鎵量子阱中電子自旋注入和弛豫的飛秒光譜研究.pdf

1、采用飛秒脈沖的飽和吸收光譜方法研究了GaAs/AlGaAs多量子阱中電子自旋的注入和弛豫特性,測(cè)得電子自旋極化弛豫時(shí)間為80ps.說(shuō)明了電子自旋-軌道耦合相互作用引起局域磁場(chǎng)的隨機(jī)化,是導(dǎo)致電子的自旋極化弛豫的主要機(jī)制.此外我們還利用時(shí)間分辨的泵浦探測(cè)技術(shù)首次研究了常溫下電子自旋弛豫時(shí)間跟電子濃度的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在電子濃度較低,也就是泵浦功率較低的時(shí)候,電子自旋弛豫時(shí)間隨電子濃度的增加而延長(zhǎng).在該實(shí)驗(yàn)中泵浦功率從14mW增加到230mW

2、,電子自旋弛豫時(shí)間相應(yīng)地從62ps延長(zhǎng)到130ps.在電子濃度較高,也就是泵浦功率較高的時(shí)候,電子自旋弛豫時(shí)間隨電子濃度的增加而縮短,在該實(shí)驗(yàn)中當(dāng)泵浦功率達(dá)到333mW時(shí),電子自旋弛豫時(shí)間也降至80ps.這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明DP效應(yīng)和散射都不能單獨(dú)導(dǎo)致電子自旋弛豫,它們要結(jié)合在一起導(dǎo)致自旋弛豫.在濃度較低時(shí),DP機(jī)制占主導(dǎo)地位.電子濃度的增加會(huì)導(dǎo)致電子間碰撞散射的增強(qiáng),從而使得電子動(dòng)量k的隨機(jī)化增強(qiáng).顯然電子濃度增加,動(dòng)量弛豫時(shí)間減少,自旋