Influence of Hot Carriers on Spin Diffusion in Gallium Arsenide: = Über den Einfluss heißer Ladungsträger auf Spindiffusion in Galliumarsenid
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Würzburg
2016
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1 INTRODUCTION 1
2 FUNDAMENTALS 7
2.1 PROPERTIES OF G A A S
...........................................................................
7
2.2 SPIN-ORBIT C O U P LIN G
...........................................................................................................
9
2.3 NEAR-BAND-GAP OPTICAL
TRANSITIONS.....................................................................................
10
2.4 ENERGY RELAXATION OF PHOTOEXCITED HOT E LE C TRO N S
............................................................ 15
2.5 OPTICAL SPIN
ORIENTATION.....................................................................................................
19
2.6 SPIN DYNAM
ICS.....................................................................................................................
21
2.7 ELECTRON SPIN RELAXATION IN SEMICONDUCTORS
.....................................................................
23
2.8 THE HANLE
EFFECT..................................................................................................................
25
2.9 MAGNETO-OPTIC EFFECTS AND POLARIZED LIGHT
.....................................................................
26
3 PHOTOLUMINESCENCE MEASUREMENTS OF OPTICAL HEATING EFFECTS 31
3.1 NEAR BAND-GAP LOW-TEMPERATURE PHOTOLUMINESCENCE IN G A A S
......................................
31
3.2 SPATIAL LATTICE-TEMPERATURE TRACING THROUGH ACCEPTOR-BOUND-EXCITON
LUMINESCENCE . . 33
3.3 MULTI-CHANNEL IMAGING PHOTOLUMINESCENCE SP ECTRO SCO P Y
............................................
36
3.4 LATERAL ELECTRON TEMPERATURE DETERMINATION BY SPATIO-SPECTRAL PL IM
A G IN G
................
40
3.5 TEMPERATURE DEPENDENCE OF ELECTRON OVERHEATING
.......................................................... 41
3.6 CONDUCTION-ELECTRON HEAT
DIFFUSION..................................................................................
42
3.7 C O N C LU SIO N
........................................................................................................................
44
4 MAGNETO-OPTICAL SPIN IMAGING IN N-GAAS AT THE MIT 47
4.1 EXPERIMENTAL METHODS AND TE CH N IQ U
ES...........................................................................
47
4.1.1 EXPERIMENTAL S E TU P
...............................................................................................
47
4.1.2 LATERAL SCANNING SCHEME AND OPTICAL RESO LU TIO N
................................................
49
4.1.3 MODULATED KERR-ANGLE D E TE C TIO N
.........................................................................
50
4.1.4 HANLE-MOKE
MEASUREMENTS...............................................................................
52
4.2 OPTICALLY INDUCED EXCITON KERR
EFFECT...............................................................................
54
4.3 ELECTRON SPIN
RELAXATION.....................................................................................................
58
4.4 HOT-ELECTRON ASSISTED SPIN
DIFFUSION............................................................................
...
. 60
5 CONCLUSIONS AND OUTLOOK 69
A SAMPLE MATERIALS 73
B ELECTRON MOBILITY DATA 74
C LIST OF PHYSICAL QUANTITIES AND MATERIAL PARAMETERS 75
BIBLIOGRAPHY 76
|
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