| Название: | Неравновесные процессы в спиновой поляризации носителей заряда в наноструктурах |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 - ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ |
| Научная дисциплина: | 02-202 Полупроводники |
| Ключевые слова: | спин-орбитальное взаимодействие, спиновая релаксация, квантовые ямы, гетероструктуры |
| Время действия проекта: | 2008-2010 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Аверкиев,НС |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 08-02-00069 |
| Финансирование 2008 г.: | 500000 |
| Финансирование 2009 г.: | 0 |
| Финансирование 2010 г.: | 0 |
| Исполнители: |
Глазов,ММ: сектор теории квантовых когерентных явлений в твердом теле (Тарасенко,СА)
Голуб,ЛЕ: сектор теории квантовых когерентных явлений в твердом теле (Тарасенко,СА)
Рожанский,ИВ: сектор теории оптических и электрических явлений в полупроводниках (Аверкиева,НС)
Саблина,НИ: сектор теории оптических и электрических явлений в полупроводниках (Аверкиева,НС)
Тарасенко,СА : сектор теории квантовых когерентных явлений в твердом теле (Тарасенко,СА)
|
Явления, обусловленные спин-орбитальным взаимодействием в наноструктурах, привлекают пристальное внимание исследователей в течение последних 20 лет. Причина такого интереса состоит в сочетании фундаментального характера такого взаимодействия, которое в твердых телах и особенно в полупроводниках оказывается параметрически сильным, с практическими задачами создания приборов на основе спиновых степеней свободы. В объемных материалах обычно удается ориентировать по спину только электроны в зоне проводимости, в которой спин-орбитальное взаимодействие можно рассматривать как малое возмущение. В двумерных и одномерных полупроводниках можно добиться неравновесной спиновой ориентации как электронов в зоне проводимости, так и дырок в валентной зоне, изменяя эффективность спин-орбитального взаимодействия технологическими способами. В низкоразмерных структурах спиновые расщепления могут быть сравнимы с энергией носителей, так что процесс спиновой релаксации не будет сводиться к обычному кинетическому механизму, при котором время спиновой релаксации намного длиннее времени релаксации импульса. Кроме того, временная эволюция спиновой плотности будет зависеть от исходного распределения спина, которое, в свою очередь, будет определяться условиями генерации неравновесных носителей. В случае, например, оптической накачки спиновая плотность в начальный момент будет зависеть от соотношения между спиновыми расщеплениями энергетического спектра и обратным временем действия импульса возбуждения. Основная цель проекта состоит в теоретическом описании процессов спиновой генерации и релаксации в нестационарных условия, когда характерные частоты возбуждающих импульсов или регистрирующих систем сравнимы с характерными частотами спиновых подсистем. Важно, что такая ситуация может реализовываться экспериментально в спин-временном методе изучения наноструктур на основе соединений А_3B_5 или А_2B_6. Более конкретно, в рамках проекта планируется: - создание теории спиновой ориентации в случае, когда спиновое расщепление, обусловленное нечетными по волновому вектору слагаемыми, сравнимо с обратным временем действия возбуждающего импульса, - расчет спинов релаксации в двумерных электронных системах, в которых спиновое расщепление в нулевом магнитном поле сравнимо с энергией Ферми, - сопоставление теоретических результатов с имеющимися экспериментальными данными. Предполагается развитие теории спин-зависимого туннелирования между двумерными слоями носителей с учетом случайного распределения рассеивателей и меняющегося во времени внешнего потенциала. Ожидается, что теория нестационарного туннелирования позволит определять времена спиновой релаксации в слоях по вольт-амперным характеристикам. Спиновую динамика носителей особенно ярко проявляется в эффекте слабой локализации, приводящей к квантовым поправкам к классической проводимости. В проекте теоретически будет исследованы квантовые поправки к низкочастотной проводимости в недиффузионом режиме слабой локализации на примере двумерных электронов в Si, где долинное вырождение оказывается физически эквивалентным спиновому. Кроме того будет рассчитано изменение спектра плазменных колебаний за счет квантовых поправок к проводимости, так как частота плазменных колебаний определяется величиной проводимости, а в проводимость на частоте плазмона вносит вклад слабая локализации или антилокализация в зависимости от величины спинового расщепления.
