Carrier and Spin Dynamics in Large Spin-Orbit Semiconductor Nanowire Heterostructures

大型自旋轨道半导体纳米线异质结构中的载流子和自旋动力学

基本信息

  • 批准号:
    1507844
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 48.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-08-15 至 2019-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Non-Technical Abstract:This project is to research the properties of artificially grown nanostructures which have the special property that they have very strong spin interactions. There is tremendous interest in using such materials as a basis for using the quantum nature of spin states in computers, because these materials allow control and manipulation of the spins using either applied magnetic or electric fields. The research group in this project uses ultrafast laser pulses in the mid-infrared to measure the dynamics of these electronic states in single nanowires in order to understand what fundamental interactions dominate their behavior. With this information the group can optimize the physical nanostructure for specific properties which can be used in both fundamental physics and also for new technologies. This project involves training undergraduate and graduate students in state-of-the art techniques for fabricating and measuring nanostructures which is considered a critical need for the future economic growth in the United States.Technical Abstract:This project is to research the properties of semiconductor nanowire heterostructures which have large spin-orbit interactions, which usually are also materials with small band gaps. These materials are considered important candidates as a basis for development of spintronic devices because the spin states can be controlled and manipulated using applied magnetic and electric fields. The research group uses pump-probe measurements of the Rayleigh scattering efficiency in the mid-infrared from single nanowires in order to probe the electronic states and their dynamics in applied electric and magnetic fields. The fundamental goal of this research is to understand what fundamental interactions in the nanostructure control their dynamics in order to find ways to design the nanostructure in order to control these states. Such optimized nanostructures can be used as a basis for the study of new physics and the development of new technologies. Both graduate and undergraduate students in this project are trained in state-of-the-art synthesis techniques as well as optical spectroscopies which provide sensitive measure of energy states and their interactions within single nanostructures.
非技术摘要:该项目是为了研究人为生长的纳米结构的特性,这些纳米结构具有非常强大的旋转相互作用的特殊特性。 使用此类材料作为使用计算机中自旋状态的量子性质的基础有极大的兴趣,因为这些材料允许使用施加的磁场或电场控制和操纵旋转。 该项目的研究小组使用中红外的超快激光脉冲来测量单个纳米线中这些电子状态的动力学,以了解什么基本相互作用占主导地位。 借助此信息,小组可以优化可用于基本物理和新技术的特定属性的物理纳米结构。 该项目涉及培训本科和研究生的最先进技术,用于制造和测量纳米结构,这被认为是对美国未来经济增长的迫切需求。技术摘要:该项目是研究半导体纳米线的外部结构的特性,这些异质结构具有大型旋转式相互作用,这些相互作用通常还与小型型号相互作用。 这些材料被认为是重要的候选物作为开发自旋设备的基础,因为可以使用施加的磁场和电场来控制自旋状态和操纵自旋状态。 该研究小组使用单纳米线的中红外瑞利散射效率的泵探针测量,以探测电子状态及其在应用的电场和磁场中的动力学。 这项研究的基本目标是了解纳米结构中哪些基本相互作用控制其动态,以找到设计纳米结构以控制这些状态的方法。 这种优化的纳米结构可以用作研究新物理学和新技术开发的基础。 该项目中的研究生和本科生均经过最先进的合成技术以及光谱学培训,这些光谱具有敏感的能量状态及其在单个纳米结构中的相互作用的方法。

项目成果

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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    B. Gauza

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