Полупроводники

Поглощение мощности переменного магнитного поля на частотах ядерных спин-спиновых взаимодействий в полупроводниках

В. М. Литвяк, П. С. Бажин, К. В. Кавокин

Лаборатория Оптики спина имени И.Н. Уральцева, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Представлен общий обзор опубликованных нами ранее экспериментальных и теоретических исследований спектров отогрева при поглощении мощности переменного магнитного поля оптически охлажденных ядерных спинов полупроводников групп А$^3$В$^5$ и А$^2$В$^6$. Спектры отогрева были измерены в нулевых, а также в слабых внешних статических магнитных полях с использованием методики спектроскопии отогрева, являющейся аналогом оптически-детектируемого ядерного магнитного резонанса (ОДЯМР). Эксперименты проводились для деформированного объемного слоя $n$-GaAs и для гетероструктуры на основе CdTe. Показано, что форма спектров отогрева определяется ядерными спин-спиновыми взаимодействиями, которые для выбранных полупроводниковых материалов сильно различны. В частности, из теоретического анализа экспериментальных спектров было установлено, что для кристалла $n$-GaAs в присутствии остаточной деформации форма спектра отогрева в нулевом магнитном поле определяется квадрупольными взаимодействиями, которые превосходят по величине ядерные спин-спиновые. Для гетероструктуры CdTe установлено, что форма спектра в нулевом поле имеет чисто спин-спиновый характер, что было подтверждено предложенной нами моделью ядерных спиновых кластеров. Как для $n$-GaAs, так и для CdTe, были измерены и проанализированы спектры отогрева во внешних статических магнитных полях (аналог ЯМР), в которых наблюдаются гомоядерные (зеемановские) пики поглощения, модифицированные наличием ядерных квадрупольных (для $n$-GaAs) и чисто спин-спиновых (для CdTe) взаимодействий.

Ключевые слова: полупроводники, ядерный спин, оптическое охлаждение, спектр отогрева, спин-спиновые взаимодействия.

Поступила в редакцию: 01.04.2024
Исправленный вариант: 01.04.2024
Принята в печать: 26.04.2024

DOI: 10.61011/FTT.2024.06.58252.76

Реферативные базы данных:

•