velikost textu

Spin dynamics in GaAs-based semiconductor structures

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Spin dynamics in GaAs-based semiconductor structures
Název v češtině:
Spinová dynamika v polovodičových strukturách založených na GaAs
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Petr Němec, Ph.D.
Oponenti:
Doc., Mgr. Kamil Postava, Dr.
RNDr. Petr Kužel, Dr.
Id práce:
44717
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Kvantová optika a optoelektronika (4F6)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
16. 7. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
spintronika, magnetické polovodiče, spin injection Hall effect
Klíčová slova v angličtině:
spintronics, magnetic semiconductors, spin injection Hall effect
Abstrakt:
ABSTRAKT: Tato práce se zabývá studiem spinové dynamiky v polovodičových systémech vhodných pro spintroniku, které jsou založeny na polovidiči galium arsenid (GaAs). Pomocí metod ultrarychlé laserové spektroskopie a transporního měření jsme zkoumali dva typy modelových polovodičových struktur. Ve feromagnetickém polovodiči (Ga,Mn)As jsme se zabývali laserem vyvolanou precesí magnetizace. Zjistili jsme, že původem této precese může být nejen přenos energie z laserových pulsů, ale také přenos úhlového momentu z kruhově polarizovaného světla na elektrony a následně na magnetické momenty. Tento optický „spin transfer torque“ je zcela novým jevem pozorovaným poprvé v rámci této práce. Dále jsme ukázali možnost kontroly precese magnetizace vyvolané přenosem energie, a to jak čistě opticky, tak elektricky za použití piezo měničů. V oblasti čistě nemagnetické spintoniky jsme studovali nízkodimenzionální struktury založené na GaAs/AlGaAs kvantových jámách se speciálním typem spin orbitální (SO) vazby, které vykazují Hallův jev související s injecí spinově polarizovaných nosičů (SIHE) . Tyto struktury byly litograficky zpracovány do formy dvojdimenzionální planární fotodiody. V našich experimentech jsme dokázali přímo elektricky detekovat precesi spinových momentů elektronů v SO poli, což je rozšířením původního SIHE. Tato metoda, společně s detekcí čistě spinového proudu uskutečněného v této práci, později pomohla k úspěšné realizaci spinového tranzistoru.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT: This work is dedicated to the study of spin dynamics in systems based on the semiconductor gallium arsenide (GaAs) that are suitable for use in spintronic devices. We explored two types of model structures using experimental methods of ultrafast laser spectroscopy and transport measurements. In the ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As, we investigated laser-induced magnetization precession. We found out that transfer of both energy and angular momentum from the circularly polarized laser light can trigger magnetization precession, the latter one being identified as a new phenomenon, the “optical spin transfer torque”. Furthermore, we demonstrate the possibility to control the energy-transfer-induced magnetization dynamics both optically and electrically using piezo-stressing. When dealing with purely non-magnetic structures for spintronics, we studied the Spin-Injection Hall Effect (SIHE) in GaAs/AlGaAs heterostructures with a special type of spin- orbit (SO) coupling that are lithographically patterned to create nanodevices. We managed to observe precession of the electron spin in the SO field directly in the space domain by extending the original detection method. This finding, together with the direct detection of a pure spin current, helped to propose a working spin Hall effect transistor.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. 3.77 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. 112 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. 71 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Petr Němec, Ph.D. 121 kB
Stáhnout Posudek oponenta Doc., Mgr. Kamil Postava, Dr. 271 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Petr Kužel, Dr. 131 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 112 kB