Kohärente Elektronenspindynamik in nichtmagnetischen Halbleitern - die Rolle von Kernspins

Huang, Jie

Während in der konventionalen Elektronik die Elektronenladungen als Informationsträger genutzt werden, verfolgt der Spintronik den Ansatz, den Eigendrehimpuls des Elektrons- den Spin zu kontrollieren. Die Nutzung des Spin-Freiheitsgrads soll gegenüber Ladungbasierter Bautelemente nicht nur die Vorteile wie weniger Energiedissipation oder nichtflüchtige Speicher besitzen, sondern auch neue Funktionalitäten ermöchlichen (z. B. Realisieren von Qubits für das Quantencomputing). Zielsetzung dieser Arbeit war es, mittels zeit- und ortsaufgelöster optischer Spektroskopie die kohärente Spindynamik in nichtmagnetischen Halbleitern zu untersuchen und damit grundliegende Mechanismen der Spintronik, insbesondere den Einfluss von Kernspins zu erforschen. Mittels zeitaufgelöster Faraday-Rotations-Messungen (engl.: Time Resolved Faraday Rotation, TRFR) wurde die Spindynamik in ZnO Multi-Quanten-Filmen untersucht. Die Untersuchung der kohärenten Spindynamik und des Transportverhaltens in n-GaAs erfolgten über zeit- und ortsaufgelöste Kerr-Rotations-Messungen (engl.: Time Resolved Kerr Rotation, TRKR). In dieser Arbeit werden die Spindynamik verschiedener Spinträger und ihre Wechselwirkungen präsentiert. Insbesondere steht dabei die Wechselwirkung zwischen Elektronspin- und Kernspinsystemen im Vordergrund. Auf Basis detailierter Analyse der Messdaten kann die Spindynamik verschiedener Spinträger separiert werden und damit ihre individuellen Beiträge zur Kernspinpolarisation (engl.: Dynamic Nuclear Polarisation, DNP) zu untersuchen. Dadurch wird ein komplettes Modell des DNP-Prozesses dargestellt.

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Huang, Jie: Kohärente Elektronenspindynamik in nichtmagnetischen Halbleitern - die Rolle von Kernspins. 2016.

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