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Previous issue date: 2011-03-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, we have studied the spin polarization of carriers in n-type resonant tunneling diodes (RTDs) of GaAs/AlGaAs which incorporates a single layer of InAs selfassembled quantum dots in the center of the GaAs quantum well (QW) grown on (3 1 1)B oriented GaAs substrates.We have performed electrical and optical measurements in the presence and absence of magnetic _eld. The spin-dependent carrier transport in the structure was investigated by measuring the left- and right-circularly polarized photoluminescence (PL) from InAs dots (QD) and contact layers as a function of the applied voltage, laser intensity and magnetic _eld up to 15 T. Under laser excitation, photogenerated holes tunnel through the QW and can be captured by the QDs and eventually recombine radiatively. Due to this fast carrier capture process, the QD photoluminescence will be very sensitive to the resonant tunneling condition and consequently to the applied bias voltage. We have observed a clear correlation between the current voltage characteristics curve (I(V)) and QD PL intensity for both circular _+ and _�� polarizations even though the spin-splitting of the QD PL emission is negligible and does not show any appreciable variation with the applied voltage. We have also observed that the QD circular polarization degree is always negative and that its value depends on both the applied bias voltage and the light excitation intensity. Our experimental results are explained by the tunneling of minority carriers into the QW, carrier capture into the InAs QDs, carrier accumulation in the QW region, and partial thermalization of minority carriers. The observed control of spin polarization of carriers by light and bias voltage may be explored to design new devices for spintronic applications. / Neste trabalho realizamos um estudo detalhado de efeitos de spin em um diodo tunelamento ressonante (RTD) de GaAs/AlGaAs crescidos em um substrato GaAs (311)B. Em particular estudamos RTDs do tipo n contendo pontos quânticos (QD) de InAs no poço quântico (QW). Os estudos foram realizados a partir de medidas elétricas e ópticas na presença e na ausência de campo magnético. Realizamos medidas de fotoluminescência (PL) resolvida em polarização do contato GaAs e pontos quânticos de InAs em função de intensidade de laser , voltagem e campo magnético de até 15T . Na presença de luz e voltagem aplicada , buracos são fotogerados no contato, tunelam para o QW e são capturados por QDs. Portadores capturados pelos QDs recombinam e dão origem ao sinal de fotoluminência. Devido ao tempo curto desse processo de captura de portadores, a PL do QD será muito sensível à condição de tunelamento ressonante. Os resultados experimentais mostram uma clara correlação entre a curva característica de corrente-tensão (I(V)) e intensidade de PL do QD para ambas polarizações _+ e _��. Observamos que o grau de polarização circular do QD é sempre negativo e que seu valor depende fortemente da voltagem aplicada e da intensidade da luz de excitação. Os resultados experimentais são explicados pelo tunelamento e captura de portadores minoritários pelo QD de InAs, acúmulo de cargas na região de QW e termalização parcial dos portadores minoritários. O controle da polarização de spin de portadores por luz e voltagem pode ser um efeito interessante para o desenvolvimento de novos dispositivos para aplicação em spintrônica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5033 |
| Date | 15 March 2011 |
| Creators | Nóbrega, Jaldair Araújo e |
| Contributors | Gobato, Yara Galvão |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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