AlGaN/GaN异质结二维电子气的零场自旋分裂

本项目将采用磁输运的测试方法，研究AlGaN/GaN异质结半导体二维电子气的自旋输运特性。主要包括：观察AlGaN/GaN异质结半导体二维电子气系统中由零场自旋分裂引起的磁电阻SdH振荡的拍频效应和低磁场下的WAL效应。并利用光照的方法，观察拍频节点和WAL电导修正曲线在光照后的变化。通过对两种效应的对比研究来获得零磁场自旋分裂，分析自旋分裂与二维电子气参数之间的关系，解决零场自旋分裂起源的物理问题，为其在自旋电子学中的应用提供参考。这项研究结果不但能揭示AlGaN/GaN异质结半导体二维电子气零场自旋分裂起源的物理图象，而且对自旋器件的研制具有重要的参考价值。

本项目采用磁输运的测试方法，研究了AlGaN/GaN、InGaAs/InAlAs、InGaAs/InP异质结构及Hg1-xCdxTe半导体二维电子气的自旋输运特性。所研究的AlGaN/GaN异质结，Al组分变化范围为0.10~0.30，所获得的零场自旋分裂能范围值为0.7~1.2meV，自旋轨道耦合常数值范围为6.5~9.5×10^−11 eV cm。二维电子气浓度随光照不断增加，光照使二维电子气浓度的增加主要源于GaN层激发产生的电子。零场自旋分裂能及自旋轨道耦合常数随光控二维电子气浓度的增加而减小，零场自旋分裂能主要来源于Rashba项。零场自旋分裂能及自旋轨道耦合常数随光控二维电子气浓度的增加而减小源于光照激发电子的转移减弱了异质结阱内的电场。另外，研究得到了InGaAs/InAlAs、InGaAs/InP异质结构及Hg1-xCdxTe半导体二维电子气自旋输运的相关参数，及自旋分裂与二维电子气参数之间的关系。研究解决了AlGaN/GaN二维电子气零场自旋分裂起源的物理问题，可以为其在自旋电子学中的应用提供物理参考，对自旋器件的研制具有重要的参考价值。