論文の概要: A hole-Cr$^{+}$ nano-magnet in a semiconductor quantum dot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.03192v2
- Date: Wed, 28 Jul 2021 11:55:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-23 04:35:17.946180
- Title: A hole-Cr$^{+}$ nano-magnet in a semiconductor quantum dot
- Title（参考訳）: 半導体量子ドットにおけるホールCr$^{+}$ナノ磁性体
- Authors: V. Tiwari, M. Arino, S. Gupta, M. Morita, T. Inoue, D. Caliste, P.
Pochet, H. Boukari, S. Kuroda, L. Besombes
- Abstract要約: 負電荷のCr$+$イオンは、II-VI半導体中のCrの励起状態であり、CdTe量子ドット(QD)に挿入すると安定であることを示す。
Cr$+$はQDの重孔を引き付け、安定な穴-Cr$+$複合体を形成する。
このシステムの光学探査により、重孔とCr$+$スピンの間の強磁性結合が明らかになる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study a new diluted magnetic semiconductor system based on the spin of the
ionized acceptor Cr$^+$. We show that the negatively charged Cr$^+$ ion, an
excited state of the Cr in II-VI semiconductor, can be stable when inserted in
a CdTe quantum dot (QD). The Cr$^+$ attracts a heavy-hole in the QD and form a
stable hole-Cr$^+$ complex. Optical probing of this system reveals a
ferromagnetic coupling between heavy-holes and Cr$^+$ spins. At low
temperature, the thermalization on the ground state of the hole-Cr$^+$ system
with parallel spins prevents the optical recombination of the excess electron
on the 3$d$ shell of the atom. We study the dynamics of the nano-magnet formed
by the hole-Cr$^+$ exchange interaction. The ferromagnetic ground states with
M$_z$=$\pm$4 can be controlled by resonant optical pumping and a spin
relaxation time in the 20 $\mu$s range is obtained at T=4.2 K. This spin memory
at zero magnetic field is limited by the interaction with phonons.
- Abstract（参考訳）: イオン化アクセプタCr$^+$のスピンに基づく新しい希薄磁性半導体システムについて検討した。
負電荷のCr$^+$イオンは、II-VI半導体中のCrの励起状態であり、CdTe量子ドット(QD)に挿入すると安定であることを示す。
Cr$^+$はQDの重孔を引き寄せ、安定な穴-Cr$^+$複合体を形成する。
この系の光学的プローブは、重孔とcr$^+$スピンの間の強磁性カップリングを示す。
低温では、平行スピンを持つホールCr$^+$系の基底状態における熱化は、原子の3$d$シェル上の過剰電子の光学的再結合を防ぐ。
ホール-Cr$^+$交換相互作用によって形成されるナノマグネットのダイナミクスについて検討した。
M$_z$=$\pm$4の強磁性基底状態は共振光ポンピングにより制御でき、T=4.2Kで20$\mu$sの範囲でのスピン緩和時間が得られる。
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