Вышедшие номера
Спин-зависимая рекомбинация в твердых растворах GaAs1-xNx в наклонном магнитном поле
Ивченко Е.Л.1, Бакалейников Л.А.1, Афанасьев М.М.1, Калевич В.К.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: ivchenko@coherent.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 11 февраля 2016 г.
Выставление онлайн: 20 июля 2016 г.

Экспериментально и теоретически изучены оптическая ориентация и спин-зависимая рекомбинация Шокли-Рида-Холла в полупроводнике в магнитном поле при произвольном угле alpha между полем и циркулярно-поляризованным возбуждающим лучом. Эксперименты выполнены при комнатной температуре в твердых растворах GaAs1-xNx, в которых ответственными за спин-зависимую рекомбинацию являются глубокие парамагнитные центры. Наблюдаемые магнитополевые зависимости круговой поляризации rho( B) и интенсивности J( B) фотолюминесценции можно приближенно представить в виде суперпозиции двух лоренцевских контуров, нормального и инвертированного, полуширины которых различаются на порядок величины. Нормальный, узкий, лоренцевский контур связан с деполяризацией поперечной к полю составляющей спиновой поляризации локализованных электронов, а инвертированный, широкий, лоренциан обусловлен подавлением сверхтонкого взаимодействия локализованного электрона с собственным ядром дефекта. Соотношение между высотой одного лоренциана и глубиной другого определяется углом наклона поля alpha. В отличие от сверхтонкого взаимодействия электрона, связанного на мелком доноре, с большим числом ядер основной решетки в спиновой поляризации изучаемой электронно-ядерной системы в наклонном поле не возникает дополнительного узкого пика. Этот результат демонстрирует, что в твердом растворе GaAsN сверхтонкое взаимодействие локализованного электрона с одним ядром парамагнитного центра остается сильным даже при комнатной температуре. Для теоретического описания эксперимента мы обобщили теорию спин-зависимой рекомбинации через глубокие парамагнитные центры с моментом ядра I=1/2, развитую ранее для частного случая продольного поля. Рассчитанные кривые rho( B), J( B) согласуются с приближенным описанием экспериментальных зависимостей в виде суммы двух лоренцианов, дополнительного узкого сдвинутого пика в расчете также не появляется. Работа выполнена при частичной поддержке правительства Российской Федерации (проект 14.Z50.31.0021) и грантов РФФИ 14-02-00959 и 15-52-12012.