Ученые из МГУ совместно с коллегами из России (ФТИ Иоффе и ФИАН) и Финляндии (Технологический университет Лаппеэнранта) предложили механизм сверхбыстрого переключения поляризации для фотолюминесценции в гибридных полупроводниковых системах. Результаты работы открывают возможность эффективного и быстрого управления спиновой поляризацией и поляризацией фотолюминесценции, что в перспективе может способствовать созданию новых быстродействующих устройств с низким энергопотреблением и тепловыделением. Исследование представляет значительный интерес для такой области физики твердого тела, как спинтроника, и, в частности, для применения при создании спиновых лазеров. Результаты работы опубликованы в журнале Physica E: Low dimensional systems and nanostructures.
Спиновая транспортная электроника (спинтроника) — одна из самых молодых областей физики, задача которой состоит в поиске фундаментальных решений для создания быстродействующих устройств с низким энергопотреблением и тепловыделением. Исследователи предложили теоретическую модель, позволяющую описать возникновение динамической спиновой поляризации в гибридной полупроводниковой структуре квантовая яма – коррелированное примесное состояние, а также разработали механизм сверхбыстрого переключения поляризации фотолюминесценции, который основан на модуляции прозрачности туннельного барьера между квантовой ямой и примесным состоянием при воздействии внешнего напряжения. Такой механизм можно рассматривать в качестве одного из альтернативных методов для модуляции спиновой поляризации носителей для спиновых лазеров вместо традиционной импульсной оптической пикосекундной спиновой инжекции.
«Наиболее важный результат наших исследований — предсказание механизма сверхбыстрого переключения поляризации фотолюминесценции за счет контроля положения отщепленных от зоны проводимости уровней энергии, возникающих в запрещенной зоне квантовой ямы в результате взаимодействия с примесным состоянием. Эффект достигается за счет того, что положение отщепленных уровней энергии, на каждом из которых могут быть локализованы электроны только с определенной проекцией спина, определяется величиной туннельной связи между квантовой ямой и примесным состоянием. При этом величину туннельной связи, а следовательно, и положение отщепленных уровней энергии, можно быстро и эффективно варьировать, прикладывая напряжение смещения к туннельному барьеру», — рассказал один из исследователей, доцент физического факультета МГУ Владимир Манцевич.
Перспективными материалами для проведения экспериментальных исследований являются легированные магнитными примесями нанопластины со структурой ядро — оболочка или полупроводниковые гетероструктуры на основе квантовых ям.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
