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In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱二维电子气的零场自旋分裂
  • ISSN号:1001-7445
  • 期刊名称:《广西大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O472[理学—半导体物理;理学—物理] TN304.2[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]广西大学物理科学与工程技术学院,广西南宁530004, [2]广西大学行健文理学院,广西南宁530004, [3]中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200083, [4]华东师范大学极化材料与器件教育部重点实验室,上海200241, [5]中国科学院半导体研究所新材料部,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60906045); 广西大学科研基金资助项目(X071109 XB2090777)
中文摘要:

用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)方法在半绝缘InP衬底上生长In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱样品。在In0.52Al0.48As势垒层中进行元素Si的δ掺杂,元素Si电离的电子转移到量子阱中,在量子阱中形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)。对该样品在低温下进行了磁输运测试,得到了2DEG纵向电阻(磁电阻)和横向电阻(Hall电阻)在不同温度下随磁场的变化曲线。观察到磁电阻的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和由零场自旋分裂引起的SdH振荡在低场下的拍频效应。也观察到Hall电阻出现量子Hall效应所特有的Hall平台。对Hall电阻在低场部分的直线拟合获得2DEG的Hall浓度,并根据Hall浓度和零场电导获得2DEG的Hall迁移率。对磁电阻曲线的快速傅立叶变换(fast Fourier trans-form,FFT)分析获得的2DEG浓度与Hall浓度一致。对拍频节点进行分析,获得了2DEG的自旋轨道耦合常数,并由此得到了零场自旋分裂能、自旋弛豫时间、自旋进动长度等实现自旋器件的相关参数。

英文摘要:

The In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As quantum well was grown on semi-insulating InP substrate using a GEN Ⅱmolecular beam epitaxy system.The In0.52Al0.48As barrier layer was δ-doped with silicon at the upper interface.The electrons of δ-dope silicon atoms were activated and then transferred into the quantum well,so the two-dimensional electron gas(2DEG) were formed.The longitudinal resistance(magneto-resistance) and transverse resistance(Hall resistance) as a function of magnetic field at low temperature were observed by means of magneto-transport measurements.The Shubnikov de Haas(SdH) oscillations of magneto-resistance and the beating patterns in the SdH oscillatory magneto-resistance originating from zero-field spin splitting of the 2DEG occurred.And the Hall plateau of Hall resistance due to quantum Hall effects occurred.Hall electron concentration and Hall mobility are extracted from the experimental Hall resistance as a function of magnetic field and the conductance at zero magnetic field,respectively.The 2DEG concentration using fast Fourier transform(FFT) analysis is consistence with the Hall concentration.The spin-orbit(SO) coupling constant was achieved from the beating nodes,so that the relevant parameters for the realization of the spintronic devices,such as zero-field spin splitting energy,spin relaxation time and spin precession length,are also achieved.

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期刊信息
  • 《广西大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:广西大学
  • 主办单位:广西大学
  • 主编:陈保善
  • 地址:广西南宁市大学路100号广西大学西校区
  • 邮编:530005
  • 邮箱:gxuzrb@gxu.edu.cn
  • 电话:0771-3235713 3232390
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-7445
  • 国内统一刊号:ISSN:45-1071/N
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国高校自然科学优秀学报,广西优秀科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),德国数学文摘,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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