Dynamika spinově polarizovaných nosičů náboje v polovodičích

Abstract

Práce se zabývá dynamikou spinově polarizovaných nosičů náboje a jejich vlivem na magnetizaci ve feromagnetickém polovodiči (Ga,Mn)As. Pro měření byly použity dvě metody ultrarychlé laserové spektroskopie časově rozlišená diferenciální re ektivita a časově rozlišená Kerrova rotace. Pomocí diferenciální re ektivity byl zjištěn vliv příměsí na dynamiku nosičů a dále byl pozorován vliv přítomnosti magnetických iontů na relaxaci spinové polarizace fotoexcitovaných elektronů v (Ga,Mn)As. V signálu Kerrovy rotace byla identi kována složka, která nesouvisí se spinovou polarizací fotoexcitovaných nosičů, pouze s jejich koncentrací a je přítomna jen ve feromagnetickém stavu (T < TC ). Tato složka vykazuje oscilující charakter, který byl přisouzen precesnímu pohybu magnetizace vlivem změny magnetické anizotropie v materiálu. Podrobným měřením za různých podmínek byl dále zjištěn vliv parametrů experimentu (vlnová délka, intenzita atd.) na tuto složku signálu.

The work deals with the dynamics of spin-polarized charge carriers and their inuence on the magnetization in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As. Th e experimental methods used for the measurement are time-resolved dierential reectivity and time-resolved Kerr rotation techniques of ultrafast laser spectroscopy. Th e inuence of impurities on the carrier dynamics and the role of magnetic ions on spin relaxation of photogenerated electrons in (Ga,Mn)As was investigated using dierential reectivity technique. In the Kerr rotation signal the component independent on the spin polarization of the photoexcited carriers but dependent on their concentration was identied. Th is spin-insensitive component is present only in the ferromagnetic state of the semiconductor ( below TC ) and shows an oscillating behavior which was attributed to the precession of the magnetization induced by the change in the material anisotropy. Th e inuence of dierent experimental conditions (wavelength, intensity...) on this component of Kerr rotation signal was also investigated.