利用飞秒双光子光电子发射研究GaAs(100)的自旋动力学过程  

Spin dynamics of GaAs(100) by two-photon photoemission

作　　者：郭立俊[1] Jan-Peter Wüstenberg Andreyev Oleksiy Michael Bauer Martin Aeschlimann 

机构地区：[1]凯泽斯劳腾大学物理系

出　　处：《物理学报》2005年第7期3200-3205,共6页Acta Physica Sinica

基　　金：河南省高校青年骨干教师基金;河南大学自然科学基金(批准号:XK03ZDWL154)资助的课题.~~

摘　　要：超短激光技术的发展为研究材料中的超快光动方学过程提供了重要的实验手段,也使得人们能够更为深入地研究电子的自旋动力学行为.GaAs(100)表面由于费米钉扎而会导致能带弯曲,位于该区域的电子及其自旋特性将会明显不同于体相材料中的情况.利用时间分辨和自旋分辨的双光子光电子发射技术研究了p型掺杂GaAs(100)表面的电子极化动力学过程.结果表明,由费米钉扎而引起的能带弯曲明显影响电子的自旋弛豫过程,从实验上观察到了GaAs(100)表面能带弯曲区域的电子自旋翻转时间存在近2个量级的差异(从几纳秒到几十皮秒),基于电子_自旋交换相互作用的BAP机理在自旋弛豫过程中起着主导作用.On p-doped GaAs(100) surface, the band bending arising from Fermi-level pinning significantly affects the carrier and spin dynamics. In this paper, we report the dynamics of spin polarization of p-doped GaAs(100) by using the time-resolved and the energy-resolved two-photon photoemission techniques. By measuring the spin and energy relaxation of electrons emitted from the GaAs(100) surfaces, the dynamics of spin polarization were observed and the mechanism of spin relaxation was discussed as well. The experimental measurements together with the theoretical results indicate that the Bir-Aronov-Pikus ( BAP) mechanism plays a dominant role for spin polarization decay, especially in band bending region of GaAs(100).

关 键 词：动力学过程 双光子 光电子发射 飞秒 能带弯曲 交换相互作用 弛豫过程 动力学行为 实验手段 激光技术 电子极化 P型掺杂 发射技术 时间分辨 电子自旋 主导作用 表面 BAP 材料 钉扎 费米 

分 类 号：TN602[电子电信—电路与系统]