希薄磁性半導体量子細線におけるスピン交換相互作用を利用した光機能制御の研究

稀磁半导体量子线中自旋交换相互作用的光功能控制研究

• 批准号: 07J00104
• 负责人: 原田 幸弘
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00104/
• 关键词: 希薄磁性半導体; 量子細線; 磁気光学効果

CdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te分数層超格子試料構造の形状とMn組成分布を反映した希薄磁性半導体量子細線の理論解析モデルを用いて、多バンド有効質量近似を用いた数値解析により価電子帯バンドミキシング効果と光学特性の磁場依存性を定量的に検証した。Mn組成の成長面内での空間分布がZeemanシフトと直線偏光度の磁場の印加方向異方性に及ぼす影響を明らかにすることで、バリア層に希薄磁性半導体を有する量子細線構造における磁気光学特性の特徴を抽出することができた。さらに、価電子帯バンドミキシングに起因する正孔スピンの磁場方向への再配列によって、CdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te分数層超格子における磁気光学効果の磁場の印加方向異方性を高磁場領域(>3T)で定量的に説明できることが明らかになった。また、近接場光学顕微鏡を用いた分光測定を行い、単一のCdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te量子細線における1次元起子とMnスピン間の相互作用の直接観測を行った。本研究により、単一のCdTe/Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te量子細線からの発光線が7meV程度の半値幅を示し、また、発光強度の空間分布が測定温度の変化(5-11K)に敏感に依存することが明らかになった。この発光線幅の広がりは励起子磁気ポーラロン内のMnスピンの磁化の揺らぎに起因すると考えられるため、揺動散逸定理を適用した数値解析を行い、Mnスピンの磁化の揺らぎによって発光線幅が増大することを明らかにした。また、正孔スピンの磁場方向への再配列がMnスピンの磁化の揺らぎと発光線幅の磁場依存性に与える影響を予測した。以上の結果より、希薄磁性半導体量子細線における正孔スピンおよび光学特性の制御性について実験と理論の両アプローチから新たな知見を得ることができた。

使用稀磁半导体量子线的理论分析模型，该模型反映了CDTE/CD_ <0.75> Mn_ <0.25> TE分数超晶格样品样品结构的形状和MN组成分布，我们通过使用数值分析的数值分析近似质量质量来定量验证了价频带混合效应的磁场依赖性和光学性能的磁场依赖性。通过阐明生长平面中Mn组成的空间分布在磁场中沿磁场中的线性极化的各向异性在应用方向上的影响，可以用稀释的磁性半导体在壁炉层中提取量子磁线结构中磁光特性的特性。此外，已经揭示出，由于价带频带混合而引起的磁场孔自旋可以定量解释磁场效应在CDTE/CD_ <0.75> MN_ <0.25> MN_ <0.25> TE te te te te te te aignitional层中的各向异性。此外，使用近场光学显微镜进行了光谱测量，以直接观察单二维Kiton与单个CDTE/CD_ <0.75> Mn_ <0.25> TE量子质量的相互作用。这项研究表明，来自单个CDTE/CD_ <0.75> Mn_ <0.25> TE量子线的发射线的半宽约为7 MeV，发射强度的空间分布敏感取决于测得的温度的变化（5-11k）。人们认为，发射线宽度的扩大是由于激子磁极层中MN自旋的磁化波动所致，因此使用振荡耗散定理进行了数值分析，以揭示MN自旋的磁化的波动会增加发射线的宽度。此外，预测预测磁场方向上孔旋转对MN旋转磁化波动的影响和发射线宽度的依赖性。从上述结果中，从实验和理论方法中获得了有关稀释磁性半导体量子线中孔自旋和光学特性的可控性的新发现。

项目成果

Fine structure splitting of isoelectronic bound excitons in nitrogen doped GaAs

氮掺杂 GaAs 中等电子束缚激子的精细结构分裂

• 期刊: Physical Review B accepted
• 作者: 白松 俊;験谷 和範;尾形 哲也;奥乃 博;目黒 紀夫;Toshio Meguro;Yukihiro Harada;Yukihiro Harada;Takashi Kita
• 通讯作者: Takashi Kita

Anisotropic magneto-optical effects in CdTe/Cd_<0. 75>Mn_<0. 25>Te quantum wire structures

CdTe/Cd_<0 中的各向异性磁光效应。

• 发表时间: 2008
• 期刊: Physical Review B 78
• 作者: 白松 俊;験谷 和範;尾形 哲也;奥乃 博;目黒 紀夫;Toshio Meguro;Yukihiro Harada;Yukihiro Harada
• 通讯作者: Yukihiro Harada

Anisotropic Radiative Recombination Lifetime in CdTe/CdMnTe Quantum Wires

CdTe/CdMnTe 量子线中的各向异性辐射复合寿命

• 发表时间: 2007
• 作者: 白松 俊;験谷 和範;尾形 哲也;奥乃 博;目黒 紀夫;Toshio Meguro;Yukihiro Harada;Yukihiro Harada;Takashi Kita;原田幸弘;Yukihiro Harada;Yukihiro Harada;Takashi Kita;Yukihiro Harada;原田幸弘;原田幸弘;原田幸弘;Yukihiro Harada;原田 幸弘;原田 幸弘;Yukihiro Harada
• 通讯作者: Yukihiro Harada

窒素をデルタドープしたGaAsにおける等電子束縛励起子微細構造分裂の磁場制御

氮δ掺杂GaAs中等电子束缚激子精细结构分裂的磁场控制

• 发表时间: 2008
• 作者: N.Tohnai;他;原田幸弘
• 通讯作者: 原田幸弘

CdTe/CdMnTe分数層超格子における異方的なZeemanシフト

CdTe/CdMnTe 分数层超晶格中的各向异性塞曼位移

• 发表时间: 2007
• 作者: 白松 俊;験谷 和範;尾形 哲也;奥乃 博;目黒 紀夫;Toshio Meguro;Yukihiro Harada;Yukihiro Harada;Takashi Kita;原田幸弘;Yukihiro Harada;Yukihiro Harada;Takashi Kita;Yukihiro Harada;原田幸弘;原田幸弘;原田幸弘;Yukihiro Harada;原田 幸弘;原田 幸弘;Yukihiro Harada;原田 幸弘;Yukihiro Harada;原田 幸弘
• 通讯作者: 原田 幸弘