Магнитооптика гетероструктур с квантовой ямой InGaAs/GaAs и ферромагнитным дельта-слоем Mn

Анотація

Детально изучена магнитооптика гетероструктур с квантовой ямой (КЯ) InGaAs/GaAs и ультра-тонким ферромагнитным δ-слоем Mn в барьере GaAs, разделенных узким спейсером 3–5 нм. В то время как немагнитные структуры демонстрируют низкие значения степени циркулярной поляризации P_C фотолюминесценции из КЯ в геометрии Фарадея, наличие туннельно-близкого δ-слоя Mn приводит к высоким значениям P_C, в том числе и выше температуры Кюри δ-слоя T_C ~ 35 К. В структурах, выращенных на точно ориентированных подложках GaAs (001), уже в малых магнитных полях B ≤ 0,2 Тл наблюдается быстрый рост P_C и зеемановского расщепления оптических переходов в КЯ, сменяющийся слабым линейным ростом при B > 0,5 Тл, при этом характерный начальный рост обеих величин ослабляется с ростом температуры и исчезает выше T_C. Эффект немонотонно зависит от глубины КЯ и объясняется в модели излучательной рекомбинации в условиях сильного флуктуационного потенциала КЯ, обусловленного наличием заряженного δ-слоя Mn высокой плотности. Считается, что спиновая поляризация дырок в КЯ обусловлена обменным (p–d)-взаимодействием с туннельно-близким ферромагнитным δ-слоем Mn и возникает за счет выхода спонтанной намагниченности из плоскости δ-слоя с насыщением нормальной составляющей намагниченности в высоких полях.