Monopolare Spinorientierung und Spinrelaxation mit nichtlinearer Intersubband-Spektroskopie

Die Kenntnis der charakteristischen Transportgrößen (Relaxationszeiten) für spinpolarisierte Ladungsträger in strukturierten Halbleitern ist von prinzipieller Bedeutung für die Konzeption einer zukünftigen Spin-Elektronik. Alternativ zur Injektion spinpolarisierter Ladungsträger vom Ferromagneten in den Halbleiter - wie sie für den Spintransistor vorgeschlagen wird - lassen sich spinpolarisierte Ladungsträger in Halbleiter-Nanostrukturen auch unter Ausnutzung der optischen Spinorientierung erzeugen. Gegenstand dieses Teilprojektes ist die Untersuchung der Spindynamik von Ladungsträgern in HalbleiterQuantenstrukturen. Experimentell soll dabei erstmals die monopolare Spinorientierung mit linear und zirkular polarisierter nicht-linearer Intersubbandspektroskopie unter Einsatz leistungsstarker Ferninfrarot (FIR)-Laser ausgenutzt und die Spindynamik aus der Messung von Photoströmen und der Absorption ermittelt werden. Zur theoretischen Beschreibung der Spin-Dynamik werden die vom Massivmaterial her bekannten Mechanismen für Quantenstrukturen modifiziert und die Spin-Relaxationsraten bzw. Spin-Transportlängen in Abhängigkeit von den Systemparametern berechnet.