Studium spinové polarizace v polovodičích pomocí laserové spektroskopie

Abstract

Tato práce se věnuje studiu dynamiky spinové polarizace ve feromagnetickém polovodiči Ga1-xMnxAs s širokým intervalem nominálního zastoupení manganových iontů s využitím metody ultrarychlé laserové spektroskopie - časově rozlišené Kerrovy rotace. Nejprve bylo používané experimentální uspořádání optimalizováno, aby umožňovalo studium dynamiky spinově polarizovaných nosičů náboje fotogenerovaných v polovodiči kruhově polarizovanými laserovými pulzy. Zjistili jsme, že měřený signál je vyvolán spinově- polarizovanými elektrony. Díky malé tloušťce studovaných feromagnetických filmů tento signál ale pravděpodobně pochází od elektronů fotogenerovaných v GaAs substrátu. Naměřená data nicméně ukazují, že dynamika spinu elektronů v tomto substrátu je značně ovlivněna blízkostí feromagnetické vrstvy na něm nanesené.

This work is devoted to the investigation of a spin polarization in ferromagnetic semiconductor Ga1-xMnxAs with a broad nominal concentration of manganese ions using one method of the ultrafast laser spectroscopy - the time-resolved Kerr rotation. At first, the experimental setup was optimized for the investigation of the dynamics of spin polarized charge carriers in semiconductors which were photo-generated by circularly polarized laser pulses. It was observed that the measured signal is induced by spin-polarized electrons. Due to a small thickness of the investigated ferromagnetic films the measured signal probably monitored the dynamics of fotogenerated electrons in GaAs substrate. Nevertheless, the measured data show that the electron spin dynamics in the substrate is significantly influenced by proximity effect due to the deposited ferromagnetic layer.