THz radiation induced spin polarized currents in low dimensional semiconductor structures

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Series of the University of Regensburg:	Dissertationsreihe der Fakultät für Physik der Universität Regensburg
Volume:	18
Date:	15 October 2010
Referee:	Prof. Dr. Gunar Bali and Prof. Dr. Sergey D. Ganichev and Prof. Dr. Christian Schüller and Prof. Dr. Franz Giessibl
Date of exam:	22 July 2010
Institutions:	UNSPECIFIED
Interdisciplinary Subject Network:	Not selected
Keywords:	Spinpolarisierte Ströme, MPGE (Magnetogyrotroper photogalvanischer Effekt), THz-Strahlung, DMS (verdünnt-magnetische Halbleiter)
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	16394

Abstract (English)

In this work spin polarized currents were observed and studied in various low dimensional semiconductor systems under excitation with THz radiation. The measurements demonstrate that the microscopic origin of the photocurrents is the asymmetric spin-dependent scattering, which results in a spatial separation of electrons with opposite spins. During the spin separation a spin current flows, which ...

Abstract (English)

In this work spin polarized currents were observed and studied in various low dimensional semiconductor systems under excitation with THz radiation. The measurements demonstrate that the microscopic origin of the photocurrents is the asymmetric spin-dependent scattering, which results in a spatial separation of electrons with opposite spins. During the spin separation a spin current flows, which is transformed into a net electric current by the application of an external magnetic field. This effect, known as the MPGE (Magnetogyrotropic photogalvanic effect), was observed in different types of low dimensional GaAs structures and DMS (diluted magnetic semiconductors) CdMnTe Quantumwells. Besides the fundamental question on the origin of the spin current formation, the variation of the inversion asymmetry in low dimensional systems, which is of particular interest for spintronics related research, was studied. To achieve this goal spin polarized currents have been utilized as an experimental access to the inversion asymmetry.

Translation of the abstract (German)

In dieser Arbeit wurden spinpolarisierte Ströme in verschiedenen Arten von niederdimensionalen Hableiterstrukturen unter der Anregung mit THz-Strahlung beobachtet und untersucht. Die Messungen zeigen das der mikroskopische Ursprung dieser Photoströme in der asymmetrischen spinabhängigen Streuung, welche zu einer räumlichen Trennung von Elektronen mit entgegengesetztem Spin führt, liegt. Während ...

Translation of the abstract (German)

In dieser Arbeit wurden spinpolarisierte Ströme in verschiedenen Arten von niederdimensionalen Hableiterstrukturen unter der Anregung mit THz-Strahlung beobachtet und untersucht. Die Messungen zeigen das der mikroskopische Ursprung dieser Photoströme in der asymmetrischen spinabhängigen Streuung, welche zu einer räumlichen Trennung von Elektronen mit entgegengesetztem Spin führt, liegt. Während der Spinseparation fließt ein Spinstrom der mittels eines externen magnetischen Feldes in einen elektrischen Strom umgewandelt wird. Dieser Effekt, auch bekannt als MPGE (Magnetogyrotroper photogalvanischer Effekt), wurde in verschiedenen Arten von niederdimensionalen GaAs Strukturen, als auch in DMS (verdünnt-magnetische Halbleiter) CdMnTe-Quantentrögen beobachtet. Neben der fundamentalen Frage über den Ursprung der Entstehung von Spinströmen wurde unter anderem auch die Variation der Inversionsasymmetrie in niederdimensionalen Strukturen, welche von großem Interesse für das Forschungsgebiet der Spintronic ist, untersucht. Um dieses Ziel zu erreichen wurden spinpolarisierte Ströme als ein experimenteller Zugang zur Inversionsasymmetrie benutzt.

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