Promotionsvortrag von Eyüp Yalcin
- Verteidigung
Die optische Orientierung und Spindynamik von Ladungsträgern in Halbleitern, wie Elektronen oder Löcher, sind für die Entwicklung von spintronischen Bauelementen von Bedeutung. Derzeit besteht großes Interesse an der Entwicklung hybrider Strukturen, bei denen die Kombination verschiedener Materialien zu neuen Eigenschaften führt. Darüber hinaus stellen Bleihalogenid-Perowskit-Halbleiter ein neues Materialsystem für die Spintronik dar, in dem optische Studien zur Spindynamik, selbst in massiven Einkristallen, bisher nur wenig erforscht sind.
In dieser Arbeit werden zeitintegrierte und zeitaufgelöste magneto-optische Spek troskopie, sowie Einzelstrahl-Pump-Probe-Methoden bei niedrigen Temperaturen verwen det, um die Spindynamik in drei Arten von Halbleitersystemen zu untersuchen.
Erstens wird der langreichweitige magnetische Proximity-Effekt in Hybridsystemen gezeigt, die aus einem Halbmetall (Magnetit Fe3Ü4) oder einem Dielektrikum (Nickel ferrit NiFe2Ü4) bestehen, kombiniert mit einem CdTe-Quantentopf, getrennt durch eine nichtmagnetische (Cd,Mg)Te-Barriere. Der Proximity-Effekt äußert sich in der ferromag netisch induzierten zirkularen Polarisation der Photolumineszenz an akzeptorgebundenen Löchern aus dem Quantentopf und zeigt ein universelles Verhalten. Zusätzlich wird gezeigt, dass die Elektronen aufgrund spinabhängiger Rekombination langsam indirekt polarisiert werden.
Zweitens wird die Spindynamik lokalisierter Elektronen in einer MoSe2-EuS Hybrid struktur untersucht. Die Spindephasierung solcher Elektronen wird durch zufällige effektive Magnetfelder bestimmt, die durch Kontakt-Spin-Wechselwirkungen entstehen, wie die Hyperfeinwechselwirkung mit den Kernen in MoSe2 oder die Austauschwechsel wirkung mit den magnetischen Ionen des EuS-Films. Schließlich wird ein hoher Grad der optischen Orientierung von 85 % in Bleihalogenid Perowskit-Kristallen (FAo_gCso.₁PbhsBro.2 und MAPbl3) nachgewiesen, der ausschließlich auf den Auswahlregeln für optische Übergänge und die langsame Spinrelaxation in Kristallen mit räumlicher Inversionssymmetrie zurückzuführen ist.