搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

载流子复合对时间分辨法拉第旋转光谱的影响

滕利华 王霞

引用本文:
Citation:

载流子复合对时间分辨法拉第旋转光谱的影响

滕利华, 王霞

Effect of carrier recombination on time-resolved Faraday rotation spectroscopy in GaAs quantum wells

Teng Li-Hua, Wang Xia
PDF
导出引用
  • 利用二能级体系速率方程,推导了半导体中探测光探测到的法拉第旋转光谱的理论模型,发现电子-空穴对的复合对法拉第旋转信号随时间的衰减有重要影响,并利用该模型对GaAs量子阱中实验测得的法拉第旋转光谱进行拟合,得到GaAs量子阱材料中的电子自旋弛豫时间为73.5 ps,而直接利用单指数进行拟合得到的电子自旋弛豫时间仅为51.3 ps. 因此,直接利用单指数对法拉第旋转光谱进行拟合得到电子自旋弛豫时间的传统做法是不准确的.
    Based on the rate equations of a two-level system, time-resolved Faraday rotation spectroscopy model was developed. It was found that the carrier recombination has strong effect on the decay of Faraday rotation signal. The model was also used to fit the Faraday rotation spectra measured in GaAs quantum wells. The electron spin relaxation time was obtained as 73.5 ps. However, the spin relaxation time was obtained only as 51.3 ps with the single exponent to fit the Faraday rotation spectra. Thus, the conventional method with the single exponent to fit the Faraday rotation spectra is inaccurate.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10974106),山东省杰青基金(批准号:JQ201018),山东省自然科学基金重点项目(批准号:ZR2009AZ002),青岛科技大学引进人才科研启动基金(批准号:4000022428)资助课题.
    [1]

    Zutic I, Fabian J, Das Sarma S 2004 Rev. Mod. Phys. 76 323

    [2]

    Datta S, Das B 1990 Appl. Phys. Lett. 56 665

    [3]

    Xie S J, Qin W, Zhang Y B 2010 Chin. Phys. B 19 3564

    [4]

    Teng L H, Chen K, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2009 J. Phys. D:Appl. Phys. 42 135111

    [5]

    Teng L H, Yu H L, Zuo F Y, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2008 Acta Phys. Sin. 57 6598 (in Chinese) [滕利华、余华梁、左方圆、文锦辉、林位株、赖天树 2008 57 6598]

    [6]

    Tamborenea P I, Kuroda M A, Bottesi F L 2003 Phys. Rev. B 68 245205

    [7]

    Weng M Q, Wu M W 2003 Phys. Rev. B 68 075312

    [8]

    Stich D, Zhou J, Korn T, Schulz R, Schuh D, Wegscheider W, Wu M W, Schüller C 2007 Phys. Rev. Lett. 98 176401

    [9]

    Kikkawa J M, Awschalom D D 1998 Phys. Rev. Lett. 80 4313

    [10]

    Robb J L, Chen Y, Timmons A, Hall K C, Shchekin O B, Deppe D G 2007 Appl. Phys. Lett. 90 153118

    [11]

    Beschoten B, Halperin E J, Young D K, Poggio M, Grimaldi J E, Keller S, DenBarrs S P, Mishra U K, Hu E L, Awschalom D D 2001 Phys. Rev. B 63 121202(R)

    [12]

    Sun Z, Xu Z Y, Yuan X Z, Ji Y, Sun B Q, Ni H Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 2958 (in Chinese) [孙 征、徐仲英、阮学忠、姬 扬、孙宝权、倪海桥 2007 56 2958]

    [13]

    Seymour R J, Alfano R R 1980 Appl. Phys. Lett. 37 231

    [14]

    Gerlovin I Y, Dolgikh Yu K, Eliseev S A, Ovsyankin V V, Efimov Yu P, Ignatiev I V, Petrov V V, Verbin S. Yu, Masumoto Y 2004 Phys. Rev. B 69 035329

    [15]

    Chen X X, Teng L H, Liu X D, Huang Q W, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2008 Acta Phys. Sin. 57 3853 (in Chinese) [陈小雪、滕利华、黄绮雯、文锦辉、林位株、赖天树 2008 57 3853]

    [16]

    Wu Y, Jiao Z X, Lei L, Wen J H, Lai T S, Lin W Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 2961 (in Chinese) [吴 羽、焦中兴、雷 亮、文锦辉、赖天树、林位株 2006 55 2961]

    [17]

    Tackeuchi A, Muto S, Inata T, Fujii T 1990 Appls. Phys. Lett. 56 2213

    [18]

    Tackeuchi A, Wada O, Nishikawa Y 1997 Appls. Phys. Lett. 70 1131

    [19]

    Sun F W, Deng L, Shou Q, Liu L N, Wen J H, Lai T S, Lin W Z 2004 Acta Phys. Sin. 53 3196 (in Chinese) [孙丰伟、邓 莉、寿 倩、刘鲁宁、文锦辉、赖天树、林位株 2004 53 3196]

    [20]

    Baumberg J J, Crooker S A, Awschalom D D 1994 Phys. Rev. B 50 7689

    [21]

    Liu X D, Wang W Z, Gao R X, Zhao J H, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2008 Acta Phys. Sin. 57 3857 (in Chinese) [刘晓东、王玮竹 、高瑞鑫、赵建华、文锦辉、林位株、赖天树 2008 57 3857]

    [22]

    Proyr C E, Flatté M E 2003 Phys. Rev. Lett. 91 257901

    [23]

    Teng L H, Zhang P, Lai T S, Wu M W 2008 Europhysics Letters 84 27006

    [24]

    Lai T S, Liu L N, Shou Q, Lei L, Lin W Z 2004 Appl. Phys. Lett. 85 4040

    [25]

    Lai T S, Liu X D, Xu H H, Jiao Z X, Lei L, Wen J H, Lin W Z 2005 Appl. Phys. Lett. 87 262110

    [26]

    Yu H L, Zhang X M, Teng L H, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2009 Acta Phys. Sin. 58 3543 (in Chinese) [余华梁、张秀敏、滕利华、文锦辉、林位株、赖天树 2009 58 3543]

    [27]

    Lai T S, Liu L N, Lei L, Shou Q, Li X Y, Wang J H, Lin W Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 0967 (in Chinese) [赖天树、刘鲁宁、雷 亮、寿 倩、李熙莹、王嘉辉、林位株 2005 54 0967]

  • [1]

    Zutic I, Fabian J, Das Sarma S 2004 Rev. Mod. Phys. 76 323

    [2]

    Datta S, Das B 1990 Appl. Phys. Lett. 56 665

    [3]

    Xie S J, Qin W, Zhang Y B 2010 Chin. Phys. B 19 3564

    [4]

    Teng L H, Chen K, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2009 J. Phys. D:Appl. Phys. 42 135111

    [5]

    Teng L H, Yu H L, Zuo F Y, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2008 Acta Phys. Sin. 57 6598 (in Chinese) [滕利华、余华梁、左方圆、文锦辉、林位株、赖天树 2008 57 6598]

    [6]

    Tamborenea P I, Kuroda M A, Bottesi F L 2003 Phys. Rev. B 68 245205

    [7]

    Weng M Q, Wu M W 2003 Phys. Rev. B 68 075312

    [8]

    Stich D, Zhou J, Korn T, Schulz R, Schuh D, Wegscheider W, Wu M W, Schüller C 2007 Phys. Rev. Lett. 98 176401

    [9]

    Kikkawa J M, Awschalom D D 1998 Phys. Rev. Lett. 80 4313

    [10]

    Robb J L, Chen Y, Timmons A, Hall K C, Shchekin O B, Deppe D G 2007 Appl. Phys. Lett. 90 153118

    [11]

    Beschoten B, Halperin E J, Young D K, Poggio M, Grimaldi J E, Keller S, DenBarrs S P, Mishra U K, Hu E L, Awschalom D D 2001 Phys. Rev. B 63 121202(R)

    [12]

    Sun Z, Xu Z Y, Yuan X Z, Ji Y, Sun B Q, Ni H Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 2958 (in Chinese) [孙 征、徐仲英、阮学忠、姬 扬、孙宝权、倪海桥 2007 56 2958]

    [13]

    Seymour R J, Alfano R R 1980 Appl. Phys. Lett. 37 231

    [14]

    Gerlovin I Y, Dolgikh Yu K, Eliseev S A, Ovsyankin V V, Efimov Yu P, Ignatiev I V, Petrov V V, Verbin S. Yu, Masumoto Y 2004 Phys. Rev. B 69 035329

    [15]

    Chen X X, Teng L H, Liu X D, Huang Q W, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2008 Acta Phys. Sin. 57 3853 (in Chinese) [陈小雪、滕利华、黄绮雯、文锦辉、林位株、赖天树 2008 57 3853]

    [16]

    Wu Y, Jiao Z X, Lei L, Wen J H, Lai T S, Lin W Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 2961 (in Chinese) [吴 羽、焦中兴、雷 亮、文锦辉、赖天树、林位株 2006 55 2961]

    [17]

    Tackeuchi A, Muto S, Inata T, Fujii T 1990 Appls. Phys. Lett. 56 2213

    [18]

    Tackeuchi A, Wada O, Nishikawa Y 1997 Appls. Phys. Lett. 70 1131

    [19]

    Sun F W, Deng L, Shou Q, Liu L N, Wen J H, Lai T S, Lin W Z 2004 Acta Phys. Sin. 53 3196 (in Chinese) [孙丰伟、邓 莉、寿 倩、刘鲁宁、文锦辉、赖天树、林位株 2004 53 3196]

    [20]

    Baumberg J J, Crooker S A, Awschalom D D 1994 Phys. Rev. B 50 7689

    [21]

    Liu X D, Wang W Z, Gao R X, Zhao J H, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2008 Acta Phys. Sin. 57 3857 (in Chinese) [刘晓东、王玮竹 、高瑞鑫、赵建华、文锦辉、林位株、赖天树 2008 57 3857]

    [22]

    Proyr C E, Flatté M E 2003 Phys. Rev. Lett. 91 257901

    [23]

    Teng L H, Zhang P, Lai T S, Wu M W 2008 Europhysics Letters 84 27006

    [24]

    Lai T S, Liu L N, Shou Q, Lei L, Lin W Z 2004 Appl. Phys. Lett. 85 4040

    [25]

    Lai T S, Liu X D, Xu H H, Jiao Z X, Lei L, Wen J H, Lin W Z 2005 Appl. Phys. Lett. 87 262110

    [26]

    Yu H L, Zhang X M, Teng L H, Wen J H, Lin W Z, Lai T S 2009 Acta Phys. Sin. 58 3543 (in Chinese) [余华梁、张秀敏、滕利华、文锦辉、林位株、赖天树 2009 58 3543]

    [27]

    Lai T S, Liu L N, Lei L, Shou Q, Li X Y, Wang J H, Lin W Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 0967 (in Chinese) [赖天树、刘鲁宁、雷 亮、寿 倩、李熙莹、王嘉辉、林位株 2005 54 0967]

  • [1] 汪杨, 赵伶玲. 单原子Lennard-Jones体黏弹性弛豫时间.  , 2020, 69(12): 123101. doi: 10.7498/aps.69.20200138
    [2] 董大兴, 刘友文, 伏洋洋, 费越. 金属光栅异常透射增强黑磷烯法拉第旋转的理论研究.  , 2020, 69(23): 237802. doi: 10.7498/aps.69.20201056
    [3] 方少寅, 陆海铭, 赖天树. 自旋极化度对GaAs量子阱中吸收饱和效应与载流子复合动力学的影响研究.  , 2015, 64(15): 157201. doi: 10.7498/aps.64.157201
    [4] 王瑞琴, 宫箭, 武建英, 陈军. 对称双势垒量子阱中自旋极化输运的时间特性.  , 2013, 62(8): 087303. doi: 10.7498/aps.62.087303
    [5] 董丽娟, 杜桂强, 杨成全, 石云龙. 厚金属Ag膜的磁光法拉第旋转效应的增强.  , 2012, 61(16): 164210. doi: 10.7498/aps.61.164210
    [6] 李霞, 冯东海, 潘贤群, 贾天卿, 单璐繁, 邓莉, 孙真荣. 室温下CdSe胶体量子点超快自旋动力学.  , 2012, 61(20): 207202. doi: 10.7498/aps.61.207202
    [7] 严卫, 陆文, 施健康, 任建奇, 王蕊. 法拉第旋转对空间被动微波遥感的影响及消除.  , 2011, 60(9): 099401. doi: 10.7498/aps.60.099401
    [8] 陈晓东, 肖邵军, 顾永建, 林秀敏. 基于法拉第旋转构造光子Bell态分析器和GHZ态分析器.  , 2010, 59(8): 5251-5255. doi: 10.7498/aps.59.5251
    [9] 余华梁, 张秀敏, 滕利华, 文锦辉, 林位株, 赖天树. 本征GaAs量子阱中电子自旋扩散输运的时-空分辨吸收光谱研究.  , 2009, 58(5): 3543-3547. doi: 10.7498/aps.58.3543
    [10] 杨 光, P. V. Santos. 声表面波对GaAs(110)量子阱发光特性的调制.  , 2006, 55(8): 4327-4331. doi: 10.7498/aps.55.4327
    [11] 徐晓华, 牛智川, 倪海桥, 徐应强, 张 纬, 贺正宏, 韩 勤, 吴荣汉, 江德生. 分子束外延生长的(GaAs1-xSbx/InyGa1-yAs)/GaAs量子阱光致发光谱研究.  , 2005, 54(6): 2950-2954. doi: 10.7498/aps.54.2950
    [12] 徐章程, 贾国治, 孙 亮, 姚江宏, 许京军, J. M. Hvam, 王占国. 亚单层InGaAs量子点-量子阱异质结构的时间分辨光致发光谱.  , 2005, 54(11): 5367-5371. doi: 10.7498/aps.54.5367
    [13] 赖天树, 刘鲁宁, 雷 亮, 寿 倩, 李熙莹, 王嘉辉, 林位株. 电子自旋偏振度及其弛豫过程的飞秒激光吸收光谱研究.  , 2005, 54(2): 967-971. doi: 10.7498/aps.54.967
    [14] 池坚刚, 赵文琴, 李爱珍. MBE GaAs1-xSbx/GaAs应变层量子阱的光调制反射光谱.  , 1989, 38(10): 1710-1716. doi: 10.7498/aps.38.1710
    [15] 刘公强, 黄燕萍. 顺磁性物质中法拉第磁光效应及其温度特性的量子理论.  , 1988, 37(10): 1626-1632. doi: 10.7498/aps.37.1626
    [16] 杨继春, 吴钦义, 叶朝辉. AX体系多量子弛豫时间的直接探测.  , 1986, 35(1): 74-81. doi: 10.7498/aps.35.74
    [17] 王焕元, 贾惟义, 沈建祥. Bi4Ge3O12晶体的磁光法拉第旋转.  , 1985, 34(1): 126-128. doi: 10.7498/aps.34.126
    [18] 刘大江, 陈教芳. 红宝石Cr3+离子的自旋-晶格弛豫时间和浓度效应.  , 1966, 22(2): 183-187. doi: 10.7498/aps.22.183
    [19] 黄武汉, 楼祺洪. 红宝石中自旋-晶格弛豫时间与角度的关系.  , 1966, 22(1): 125-126. doi: 10.7498/aps.22.125
    [20] 施士元, 张国焕. 无序到有序恒温转变的弛豫时间.  , 1956, 12(1): 80-82. doi: 10.7498/aps.12.80
计量
  • 文章访问数:  8862
  • PDF下载量:  961
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-06-21
  • 修回日期:  2010-08-12
  • 刊出日期:  2011-05-15

/

返回文章
返回
Baidu
map