Магнитные взаимодействия в спиновых системах полупроводниковых гетероструктур

• Автор: Коренев, Владимир Львович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 200 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
I. Магнитные взаимодействия в полупроводниках и гибридных системах ферромагнетик/полупроводник (обзор литературы)
1.1. Основы оптической ориентации электронов и ядер в объемных полупроводниках типа ваАя
1.2. Тонкая структура экситонов в низкоразмерных полупроводниковых системах на основе арсенида галлия
1.3. Сверхтонкое взаимодействие и динамическая поляризация ядер в квантоворазмерных системах

1.4. Магнитные взаимодействия в гибридных системах ферромагнетик/полупроводник

II. Методика эксперимента

II.1. Объект исследования

П.2. Экспериментальная установка поляризационной спектроскопии

III. Взаимосвязь спиновых систем ферромагнетика и полупроводника в гибридной системе ферромагнетик/полупроводник
III. 1. Детектирование рассеянных магнитных полей, обусловленных доменной структурой ферромагнитной пленки, с помощью “меченых” по спину электронов
полупроводника
Ш.2. Управление магнитными свойствами ферромагнитной пленки с помощью
полупроводника. Явление фотокоэрцитивности
Ш.2.1 Магнитопьезоэлектрический эффект
Ш.2.2 Обменное взаимодействие электронов ферромагнетика и полупроводника...80 Ш.2.3. Фотоиндуцированная обменная анизотропия при циркулярно поляризованном

освещении в гибридной системе ферромагнетик/полупроводник
^ IV. Тбнкая структура квазинульмерных экситонов
IV. 1. Модель псевдоспина /г светлых экситонов. Эксперименты по оптической
ориентации и выстраиванию нульмерных экситонов
IV.2. Коллективные эффекты в ансамбле экситонов
IV.3. Тонкая структура темных экситонов. Ее проявление в легированных квантовых точках
V. Сверхтонкое взаимодействие в квантовых точках
V.l. Сверхтонкое взаимодействие экситонов, локализованных в нелегированных
квантовых точках
V.2. Динамическая самополяризация ядер
V.3; Спонтанный циркулярный дихроизм в квантовой точке.
® V.4. Легированные квантовые точки. Динамическая поляризация ядер и ее влияние
на тонкую структуру светлых и темных экситонов
Заключение
Литература
Список публикаций по теме диссертации
Цитируемая литература

Введение
Актуальность темы. Последние несколько лет отмечены небывалым ростом интереса к спиновым системам в полупроводниках и гибридах ферромагнетик/полупроводник. Успехи технологии сделали реальной перспективу интеграции магнитных материалов в полупроводниковую микроэлектронику. В результате в физике твердого тела возникло новое направление, получившее название “спинтроника”. Главной фундаментальной задачей нового направления является изучение магнитных взаимодействий в полупроводниках и гибридных системах на их основе.
В гибридных системах ферромагнетик/полупроводник (ФМ/ПП) спин электронов полупроводника используется в роли детектора, считывающего информацию о состоянии магнитной пленки. Например, при инжекции через контакт ферромагнитный металл/полупроводник электроны полупроводника приобретают неравновесный спин, содержащий информацию о спине электронов в ферромагнетике. Электронный спин полупроводника перспективен и для хранения полученной информации, поскольку обладает долгим временем спиновой релаксации (порядка сотни наносекунд). С другой стороны интересно использовать полупроводник для управления магнитивши свойствами магнитных пленок. Для решения этих задач крайне важно понимание физики магнитных взаимодействий вблизи интерфейса ФМ/ПП.
Другим направлением “спинтроники” является изучение возможности создания квантового компьютера, работа которого принципиальным образом отличается от работы обычного классического компьютера. В качестве базового элемента полупроводникового квантового компьютера предполагается использовать спин электрона, локализованного в квантовой точке (квантовый бит или кубит информации). Для успешной работы нового компьютера необходимо управлять спином одиночного электрона с помощью магнитных полей различной природы (однокубитные операции), равно как и обменным

Energy (meV)
Рисунок 1.7. Спектры люминесценции из одиночной квантовой точки в зависимости от магнитного поля. Возбуждение осуществлялось циркулярно поляризованным светом (сг+), а детектировалась [110]-компонента люминесценции. На вставке показана тонкая структура экситонов в нулевом магнитном поле. Результаты взяты из работы [8].