Using electronic spin rather than charge to replace existing microelectronic systems has been a well studied area of research in the last ten years. More recently, research has focused on using the nuclear spin of GaAs rather than the electron spin. This work has demonstrated that GaAs nuclear spins have many desirable properties and show great potential as quantum information carriers. The challenge in the implementation of nuclear spins lies in the ability to control and retrieve the information that they carry. One proposed method is to dynamically polarize the GaAs nuclear spins using circularly polarized photoexcitation. If successful, this could open new horizons in the field of quantum information processing. This thesis details an investigation into the use of polarized light to manipulate the properties of a GaAs/AlGaAs quantum well sample. The three main topics explored in this thesis are: 1) the design and operation of a polarization controller that is able to shine well-defined and tunable polarized light on to a sample contained in a cryogenic environment at T = 0.27K; 2) the manipulation of the nuclear polarization in GaAs using low power laser light with tunable polarization; and 3) a preliminary investigation into illuminating a quantum Hall sample with unfocused, low power laser light and the transport properties modifications that occur in the quantum Hall regime. / L'utilisation du spin electronique plutot que la charge electronique pour remplacer les systemes microelectroniques a ete un domaine bien etudie de la recherche au cours des dix dernieres annees. Plus recemment, la recherche a porte sur l'utilisation du spin nucleaire du GaAs plutot que le spin electronique. Ce travail a demontre que les spins nucleaires du GaAs ont de nombreuses proprietes desirables et montrent un grand potentiel en tant que transporteurs de l'information quantique. Le defi dans la mise en oeuvre des spins nucleaires reside dans la capacite de controler et de recuperer les informations qu'elles transportent. Une methode proposee consiste a polariser dynamiquement les spins nucleaires du GaAs en utilisant la photoexcitation polarisee circulairement. Ceci pourrait ouvrir de nouveaux horizons dans le domaine du traitement de l'information quantique. Cette these expose en details une enquete sur l'utilisation de la lumiere polarisee pour manipuler les proprietes d'un echantillon puit quantique de GaAs/AlGaAs. Les trois principaux sujets abordes dans cette these sont les suivants: 1) la conception et le fonctionnement d'un controleur de polarisation qui est capable d'emettre une lumiere polarisee bien definie et ajustable sur un echantillon dans un environnement cryogenique a T = 0.27K, 2) la manipulation de la polarisation nucleaire dans le GaAs en utilisant un laser a faible puissance avec une polarisation ajustable, et 3) une enquete preliminaire sur l'illumination d'un echantillon de Hall quantique avec un laser non-focalise a faible puissance et les modifications des proprietes de transport qui se produisent dans le regime de Hall quantique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.21957 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Buset, Jonathan |
| Contributors | Guillaume Gervais (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Physics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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