Monopolare Spinorientierung in Quantentrogstrukturen und deren Anwendung zur Bestimmung von Spinrelaxationszeiten

Abstract

Es wird gezeigt, dass eine monopolare Spinorientierung freier Ladungsträger in Quantentrögen mit Zinkblendestruktur einen elektrischen Strom verursacht, der seine Richtung bei Inversion der Orientierung der Spinpolarisation umkehrt. Bei diesem Experiment wurde die Ungleichgewichtsbesetzung von Spin-up und Spin-down Zuständen durch optische Orientierung mit zirkular polarisierter Ferninfrarotstrahlung erzielt. Die Messungen wurden an p- und n-dotierten GaAs/AlGaAs Qunantentrog-Strukturen durchgeführt.
Es werden zwei Methoden zur Bestimmung von Spinrelaxationszeiten vorgestellt. Eine basiert auf dem Hanle-Effekt beim magnetfeldinduzierten zirkularen photogalvanischen Effekt, die andere Methode beruht auf dem spinabhängigen Ausbleichen der optischen Absorption. Im Gegensatz zu üblichen Methoden optischer Spinorientierung ist im Fall von Terahertzanregung nur eine Art von Ladungsträgern von Spinorierungs- und Relaxationsprozessen betroffen.