氮化物半导体中载流子的自旋输运性质

摘要

以电子自旋自由度为基础的自旋电子学器件以速度快、功耗低、集成度高等优点,在未来的信息技术领域有着广泛的应用前景.氮化物半导体具有较长的自旋驰豫时间和高于室温的居里转变温度.同时具有很强的自发和压电极化电场,导致了较强的自旋轨道耦合.因此,开展对氮化物半导体异质结构材料自旋性质的研究对丰富和发展半导体低维物理和半导体自旋电子学以及器件应用有重要的科学意义.通过圆偏振光电流实验，对沿着不同晶向生长的和GaN同属六方结构并有着同样对称性的硒化镉一维纳米带，线进行了测量。发现信号有着明显的各向异性，沿(0001)方向的纳米线Dresselhaus自旋轨道耦合系数为零，D-P自旋弛豫机制可以有效被抑制。进一步利用离子液体栅引入表面电场，在(0001)晶向纳米线引入了Rashba自旋轨道耦合，并实现了对自旋输运有效的调控。