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(Ga,Mn)As中电流诱导自旋极化的磁光Kerr测量

谷晓芳 钱轩 姬扬 陈林 赵建华

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(Ga,Mn)As中电流诱导自旋极化的磁光Kerr测量

谷晓芳, 钱轩, 姬扬, 陈林, 赵建华

Observation of current-induced polarization in (Ga,Mn)As via magneto-optic Kerr measurement

Gu Xiao-Fang, Qian Xuan, Ji Yang, Chen Lin, Zhao Jian-Hua
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  • 在GaAs吸收带边附近, 利用磁光Kerr效应测量了(Ga,Mn)As和p-GaAs样品的电流诱导Kerr旋转谱和反射谱, 两者都呈现出Lorentz曲线形状. 电流诱导Kerr旋转角和反射率随着电流的增大而增大, Kerr角与电流的大小成正比关系, 反射率与电流的平方成正比关系. (Ga,Mn)As的Kerr旋转角比p-GaAs的大了一个数量级, 这说明Mn原子的掺杂使得电流诱导的自旋极化增强. 另外, 还测量了温度和入射光偏振方向对电流诱导Kerr旋转谱和反射谱的影响. 发现随着温度的升高, Kerr谱和反射谱均向长波方向移动, 这与GaAs带边随温度的变化是一致的.
    Current-induced Kerr rotation spectra and reflectivity spectra of (Ga,Mn)As and p-GaAs were measured in the absence of the magnetic field via magneto-optic Kerr effect around the energy gap. The dependence of the Kerr rotation and the reflectivity on the laser wavelength show Lorentzian profile. The Kerr rotation depends linearly on the current and the reflectivity depends linearly on the square of the current. The Kerr rotation of P-GaAs is much weaker than that of the (Ga,Mn)As which indicate that the doping of Mn enhance the current-induced spin polarization . The dependence of the Kerr rotation and the reflectivity on the temperature was also measured, both showing red shift of their Lorentzian peaks, a familiar behavior as the absorption edge of GaAs. In addition, we observed the dependence of the Kerr signal on the polarizational direction of the incident beam.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2009CB929301) 和国家自然科学基金(批准号: 10911130232)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2009CB929301) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10911130232).
    [1]

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

    [2]

    Awschalom D D, Flatte M 2007 Nature Phys. 3 153

    [3]

    Awschalom D D, Loss D, Samarth N 2002 Semiconductor Spintronics and Quantum Computation (Berlin: Springer)

    [4]

    Wolf S A, Awschalom D D, Buhrman R A, Daughton J M, Molnár S V, Roukes M L, Chtchelkanova A Y, Treger D M 2001 Science 294 1488

    [5]

    Dyakonov M I 2008 Spin Physics in Semiconductors (Berlin: Springer)p1

    [6]

    Joffre M, Hulin D, Migus A, Combescot M 1989 Phys. Rev. Lett. 62 74

    [7]

    Gupta J A, Knobel R, Samarth N, Awschalom D D 2001 Science 292 2458

    [8]

    Ren J F, Zhang Y B, Xie S J 2007 Acta Phys. Sin. 56 4785 (in Chinese)[任俊峰,张玉滨, 解士杰 2007 56 4785]

    [9]

    Kato Y K, Myers R C, Gossard A C, Awschalom D D 2004 Phys. Rev. Lett. 93 176601

    [10]

    Stern N P, Ghosh S, Xiang G, Zhu M, Samarth N, Awschalom D D 2006 Phys. Rev. Lett. 97 126603

    [11]

    Koshihara S, Oiwa A, Hirasawa M, Katsumoto S, Iye Y, Urano C, Munekata H 1997 Phys. Rev. Lett. 78 4617

    [12]

    Liu X D,WangWZ, Gao R X, Zhao J H,Wen J H, LiuWZ, 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]

    [13]

    Oiwa A, Mitsumori Y, Moriya R, Slupinski T, Munekata H 2002 Phys. Rev. Lett. 88 137202

    [14]

    Ganichev S D, Danilov S N, Schneider P, Bel’kov V V, Golub L E, Wegscheider W, Weiss D, Prettl W 2006 J. Magn. Magn. Mater. 300 127

    [15]

    Silov A Y, Blajnov P A, Wolter J H, Hey R, Ploog K H, Averkiev N S 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5929

    [16]

    Edelstein V M 1990 Solid State Commun. 73 233

    [17]

    Dresselhaus G 1955 Phys. Rev. B 100 580

    [18]

    Bychkov Y A, Rashba E I 1984 J. Phys. C 17 6039

    [19]

    Inoue J, Bauer G E W, Molenkamp L W 2003 Phys. Rev. B 67 033104

    [20]

    Yang C L, He H T, Ding L, Cui L J, Zeng Y P,Wang J N, GeWK 2006 Phys. Rev. Lett. 96 186605

    [21]

    Kato Y K, Myers R C, Gossard A C, Awschalom D D 2004 Science 306 1910

    [22]

    Shen X C 2002 The Spectrum and Optical Property of Semiconductor (Beijing: Science Press)p168 (in Chinese)[沈学础 2002 半导体光谱和光学性质 (北京: 科学出版社)第168页]

    [23]

    Sydor M, Angelo J, Mitchel W, Haas T, Yen M Y 1989 J. Appl. Phys. 66 155

    [24]

    Bergqvist L, Smirnova E A, Mohn P, Svedlindh P, Eriksson O 2003 Phys. Rev. B 67 205201

  • [1]

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

    [2]

    Awschalom D D, Flatte M 2007 Nature Phys. 3 153

    [3]

    Awschalom D D, Loss D, Samarth N 2002 Semiconductor Spintronics and Quantum Computation (Berlin: Springer)

    [4]

    Wolf S A, Awschalom D D, Buhrman R A, Daughton J M, Molnár S V, Roukes M L, Chtchelkanova A Y, Treger D M 2001 Science 294 1488

    [5]

    Dyakonov M I 2008 Spin Physics in Semiconductors (Berlin: Springer)p1

    [6]

    Joffre M, Hulin D, Migus A, Combescot M 1989 Phys. Rev. Lett. 62 74

    [7]

    Gupta J A, Knobel R, Samarth N, Awschalom D D 2001 Science 292 2458

    [8]

    Ren J F, Zhang Y B, Xie S J 2007 Acta Phys. Sin. 56 4785 (in Chinese)[任俊峰,张玉滨, 解士杰 2007 56 4785]

    [9]

    Kato Y K, Myers R C, Gossard A C, Awschalom D D 2004 Phys. Rev. Lett. 93 176601

    [10]

    Stern N P, Ghosh S, Xiang G, Zhu M, Samarth N, Awschalom D D 2006 Phys. Rev. Lett. 97 126603

    [11]

    Koshihara S, Oiwa A, Hirasawa M, Katsumoto S, Iye Y, Urano C, Munekata H 1997 Phys. Rev. Lett. 78 4617

    [12]

    Liu X D,WangWZ, Gao R X, Zhao J H,Wen J H, LiuWZ, 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]

    [13]

    Oiwa A, Mitsumori Y, Moriya R, Slupinski T, Munekata H 2002 Phys. Rev. Lett. 88 137202

    [14]

    Ganichev S D, Danilov S N, Schneider P, Bel’kov V V, Golub L E, Wegscheider W, Weiss D, Prettl W 2006 J. Magn. Magn. Mater. 300 127

    [15]

    Silov A Y, Blajnov P A, Wolter J H, Hey R, Ploog K H, Averkiev N S 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5929

    [16]

    Edelstein V M 1990 Solid State Commun. 73 233

    [17]

    Dresselhaus G 1955 Phys. Rev. B 100 580

    [18]

    Bychkov Y A, Rashba E I 1984 J. Phys. C 17 6039

    [19]

    Inoue J, Bauer G E W, Molenkamp L W 2003 Phys. Rev. B 67 033104

    [20]

    Yang C L, He H T, Ding L, Cui L J, Zeng Y P,Wang J N, GeWK 2006 Phys. Rev. Lett. 96 186605

    [21]

    Kato Y K, Myers R C, Gossard A C, Awschalom D D 2004 Science 306 1910

    [22]

    Shen X C 2002 The Spectrum and Optical Property of Semiconductor (Beijing: Science Press)p168 (in Chinese)[沈学础 2002 半导体光谱和光学性质 (北京: 科学出版社)第168页]

    [23]

    Sydor M, Angelo J, Mitchel W, Haas T, Yen M Y 1989 J. Appl. Phys. 66 155

    [24]

    Bergqvist L, Smirnova E A, Mohn P, Svedlindh P, Eriksson O 2003 Phys. Rev. B 67 205201

  • [1] 熊宜浓, 吴闯文, 任传童, 孟德全, 陈是位, 梁世恒. 基于二维磁性材料的自旋轨道力矩研究进展.  , 2024, 73(1): 017502. doi: 10.7498/aps.73.20231244
    [2] 牛鹏斌, 罗洪刚. 马约拉纳费米子与杂质自旋相互作用的热偏压输运.  , 2021, 70(11): 117401. doi: 10.7498/aps.70.20202241
    [3] 樊济宇, 冯瑜, 陆地, 张卫纯, 胡大治, 杨玉娥, 汤如俊, 洪波, 凌浪生, 王彩霞, 马春兰, 朱岩. N型稀磁半导体Ge0.96–xBixFe0.04Te薄膜的磁电性质研究.  , 2019, 68(10): 107501. doi: 10.7498/aps.68.20190019
    [4] 赵巍胜, 黄阳棋, 张学莹, 康旺, 雷娜, 张有光. 斯格明子电子学的研究进展.  , 2018, 67(13): 131205. doi: 10.7498/aps.67.20180554
    [5] 盛宇, 张楠, 王开友, 马星桥. 自旋轨道矩调控的垂直磁各向异性四态存储器结构.  , 2018, 67(11): 117501. doi: 10.7498/aps.67.20180216
    [6] 祝梦遥, 鲁军, 马佳淋, 李利霞, 王海龙, 潘东, 赵建华. 高质量稀磁半导体(Ga, Mn)Sb单晶薄膜分子束外延生长.  , 2015, 64(7): 077501. doi: 10.7498/aps.64.077501
    [7] 王世伟, 朱明原, 钟民, 刘聪, 李瑛, 胡业旻, 金红明. 脉冲磁场对水热法制备Mn掺杂ZnO稀磁半导体的影响.  , 2012, 61(19): 198103. doi: 10.7498/aps.61.198103
    [8] 朱明原, 刘聪, 薄伟强, 舒佳武, 胡业旻, 金红明, 王世伟, 李瑛. 脉冲磁场下水热法制备Cr掺杂ZnO稀磁半导体晶体.  , 2012, 61(7): 078106. doi: 10.7498/aps.61.078106
    [9] 路忠林, 邹文琴, 徐明祥, 张凤鸣. 单晶和孪晶的Zn0.96Co0.04O稀磁半导体薄膜的制备与研究.  , 2009, 58(12): 8467-8472. doi: 10.7498/aps.58.8467
    [10] 杨威, 姬扬, 罗海辉, 阮学忠, 王玮竹, 赵建华. Curie温度附近稀磁半导体(Ga,Mn)As的电学噪声谱性质.  , 2009, 58(12): 8560-8565. doi: 10.7498/aps.58.8560
    [11] 于 宙, 李 祥, 龙 雪, 程兴旺, 王晶云, 刘 颖, 曹茂盛, 王富耻. Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料的制备和磁性研究.  , 2008, 57(7): 4539-4544. doi: 10.7498/aps.57.4539
    [12] 王叶安, 秦福文, 吴东江, 吴爱民, 徐 茵, 顾 彪. 基于电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积技术生长GaMnN稀磁半导体的研究.  , 2008, 57(1): 508-513. doi: 10.7498/aps.57.508
    [13] 任 敏, 张 磊, 胡九宁, 邓 宁, 陈培毅. 基于磁动力学方程的电流感应磁化翻转效应的宏观模型.  , 2007, 56(5): 2863-2867. doi: 10.7498/aps.56.2863
    [14] 任俊峰, 张玉滨, 解士杰. 铁磁/有机半导体/铁磁系统的电流自旋极化性质研究.  , 2007, 56(8): 4785-4790. doi: 10.7498/aps.56.4785
    [15] 林秋宝, 李仁全, 曾永志, 朱梓忠. TM掺杂的Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体电磁性质的第一原理计算.  , 2006, 55(2): 873-878. doi: 10.7498/aps.55.873
    [16] 韦志仁, 李 军, 刘 超, 林 琳, 郑一博, 葛世艳, 张华伟, 董国义, 窦军红. Cu对Zn1-xFexO稀磁半导体磁性的影响.  , 2006, 55(10): 5521-5524. doi: 10.7498/aps.55.5521
    [17] 王 漪, 孙 雷, 韩德栋, 刘力锋, 康晋锋, 刘晓彦, 张 兴, 韩汝琦. ZnCoO稀磁半导体的室温磁性.  , 2006, 55(12): 6651-6655. doi: 10.7498/aps.55.6651
    [18] 任俊峰, 付吉永, 刘德胜, 解士杰. 自旋注入有机物的扩散理论.  , 2004, 53(11): 3814-3817. doi: 10.7498/aps.53.3814
    [19] 孙丰伟, 邓 莉, 寿 倩, 刘鲁宁, 文锦辉, 赖天树, 林位株. 量子阱中电子自旋注入及弛豫的飞秒光谱研究.  , 2004, 53(9): 3196-3199. doi: 10.7498/aps.53.3196
    [20] 秦建华, 郭 永, 陈信义, 顾秉林. 磁电垒结构中自旋极化输运性质的研究.  , 2003, 52(10): 2569-2575. doi: 10.7498/aps.52.2569
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-16
  • 修回日期:  2011-06-08
  • 刊出日期:  2012-03-15

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