Управление долгоживущей спиновой спиралью / Пошакинский А.В., Paßmann F., Anghel S., Betz M., Тарасенко С.А.

Abstract

В полупроводниковых структурах с линейным по волновому вектору спин-орбитальным взаимодействием эволюция неоднородного спинового распределения электронов приводит к возникновению пространственныхосцилляцийспиновойплотности. Периодтакойспиновойспиралиопределяетсянаибольшейвеличинойспин-орбитальногорасщеплениянаповерхностиФерми, аеенаправление – волновымвектором, длякоторогоэторасщеплениереализуется [1]. Особыйинтереспредставляютквантовыеямы (001), гдеприблизкихповеличинеконстантахспин-орбитальноговзаимодействияРашбыиДрессельхаузавосстанавливаетсясимметриявращения SU(2) ивремяжизниспиновойспиралирезковозрастает. Вданнойработенамиизученоэкспериментальноитеоретическивлияниевнешнихэлектрическогоимагнитных полей, а также оптического возбуждения на параметры и эволюцию долгоживущей спиновой спирали в квантовых ямах GaAs иCdTe. Экспериментальныеданныенаходятсявколичественномсогласиисрезультатамирасчетовврамкахразработаннойтеорииспиновогодрейфаидиффузии. Внешнеемагнитноеполе, сонаправленноесоспин-орбитальнымполемдолгоживущейспиновойспирали, вызываетеевращение. Показаны возникающие при этом пространственные и временные осцилляции спиновой плотности. Поворотвнешнегополявплоскостиструктурыприводиткпереключениюнаправленияспиновойспирали. Поугламнаклонаспиновыхтекстурдлядвухперпендикулярныхнаправлениймагнитногополяможнонезависимо определитьконстантыспин-орбитальноговзаимодействияРашбыиДрессельхауза [2]. При достаточно больших интенсивностях импульса накачки угол наклона спиновой текстуры оказывается непостоянным, что свидетельствует о пространственнойнеоднородностиконстантспин-орбитальноговзаимодействия [3]. Большая концентрация фотоэлектроноввцентральнойобластиприводиткуменьшениюкакконстантыРашбывследствиеэкранированияструктурнойасимметрии, такиконстантыДрессельхаузавсилуеезависимостиотсреднейэнергииэлектронов. Приложениеэлектрическогополявплоскостиквантовойямывызываетдрейфспиновогораспределенияитожеможетприводитькпереключениюнаправленияспиновойспирали. Нами также описано наблюдаемоевэкспериментеизменениепериодаспиновойспираливовнешнемэлектрическомполеирезкийросткоэффициентаспиновойдиффузии.