HgMnTe单晶光致磁化效应的红外调制光谱研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61604056
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0405.半导体器件物理
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Using external field to control spin-splitting is a key issue in semiconductor spintronics. For a long time, people focus on spin regulation by electricity method, but the research based on optical method is relative lack. Photoinduced magnetization of (diluted) magnetic semiconductor provides a attractive solution that using light field to achieve the regulation of spin polarization. In the past, people just studied the photoinduced magnetization of HgMnTe by magnetic method, however, optical result is blank to date and its microscopic mechanism is also not clear. This is due to: 1) optical signal carrying photoinduced magnetization information is located in the infrared band, which is difficult for conventional spectroscopic technique to detect; 2) shallow impurity luminescence is a large disturbance in distinguishing the fingerprint of photoinduced magnetization - Zeeman splitting of band-to-band transition. We propose a novel method to study the photo induced magnetization in p-type Hg1-xMnxTe single crystal that utilizes infrared magneto-optical modulation technique and magnetic transport mechanism. We focus on how Mn composition, acceptor concentration, photo-generated carrier density and temperature might affect the photo-induced magnetization, and analyze the magneto-optic experiment result using eight-band k*p perturbation theory. These results will shed light on the understanding of microscopic mechanism of photo-induced magnetization in p-type HgMnTe, pave the road to realize the ultimate goal of optical manipulation of electronic spin, and advance the studies of semiconductor spintronics.
利用外场调控自旋分裂是半导体自旋电子学当前的核心问题。长时间来,人们专注于用电学方法实现自旋调控,而基于光学方法的研究则相对缺乏。(稀)磁性半导体的光致磁化效应提供了基于光场调控自旋极化的诱人方案。过去,人们仅用磁学方法研究了HgMnTe的光致磁化效应,而光学研究结果迄今空白,且微观机理不清晰。其光学研究难点主要有:一、携带光致磁化效应信息的光学信号位于红外波段,传统光谱技术难以清晰检测;二、浅杂质发光对分辨光致磁化效应指纹—带带Zeeman分裂的干扰大。.本项目创新点:综合运用红外调制磁光技术和磁输运方法研究p型Hg1-xMnxTe单晶的光致磁化效应,重点关注Mn组分、受主浓度、光生载流子浓度和温度对光致磁化效应的影响规律,并根据磁性8带k•p微扰方法分析磁光实验结果。藉此澄清p型HgMnTe单晶光致磁化效应的微观机理,为实现光学调控自旋的目标提供支持,助推半导体自旋电子学的发展。

结项摘要

发展探测与调控半导体自旋的实验方法对检验凝聚态物理理论、提升自旋器件的性能具有重要意义。长时间来,人们专注于用电学方法实现自旋调控,而基于光学方法的研究则相对缺乏。(稀)磁性半导体的光致磁化效应提供了基于光场调控自旋极化的诱人方案。过去,人们仅用磁学方法研究了HgMnTe的光致磁化效应,而光学研究结果迄今空白,且微观机理不清晰。其光学研究难点主要有:一、携带光致磁化效应信息的光学信号位于红外波段,传统光谱技术难以清晰检测;二、浅杂质发光对分辨光致磁化效应指纹—带带Zeeman分裂的干扰大。.本项目:综合运用红外调制磁光技术和磁输运方法研究了p型Hg1-xMnxTe单晶的光致磁化效应,并对不同Mn组分、受主浓度、光生载流子浓度和温度对光致磁化效应的影响进行了系统分析。获得以下主要进展和结果:.(1) 首次实现两路并发探测调制PL光谱技术,并成功应用于HgMnTe单晶的光致磁化效应研究。.(2) 根据实验结果,并结合磁性8带k•p微扰方法的模型计算数据,得出HgMnTe单晶光致磁化效应的微观机理为渗流机制和受主-束缚磁极化子共同作用。.为实现光学调控自旋的目标提供了支持,助推半导体自旋电子学的发展。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spatially resolved and two-dimensional mapping modulated infrared photoluminescence spectroscopy with functional wavelength up to 20 mu m
空间分辨二维映射调制红外光致发光光谱,功能波长高达 20 μm
  • DOI:
    10.1063/1.5111788
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Chen Xiren;Zhu Liangqing;Shao Jun
  • 通讯作者:
    Shao Jun
Annealing time modulated the film microstructures and electrical properties of P-type CuO field effect transistors
退火时间调节P型CuO场效应晶体管的薄膜微观结构和电学性能
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2019.03.130
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Yang Yu;Yang Jiayan;Yin Wenlei;Huang Fanming;Cui Anyang;Zhang Dongxu;Li Wenwu;Hu Zhigao;Chu Junhao
  • 通讯作者:
    Chu Junhao

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其他文献

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磁性半导体磁振子的红外调制光谱探测与磁诱导量子效应研究
  • 批准号:
    61974044
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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