Details

Данная работа посвящена экспериментальному исследованию феномена оптической ориентации спинов d-электронов марганца в возбужденном состоянии при внутрицентровых d-d переходах в разбавленном полупроводнике ZnMnSe с малой концентрацией Mn в магнитном поле при температуре 1.8 К. В ходе работы была измерена поляризация внутрицентровой фотолюминесценции ионов марганца в продольном магнитном поле и квазирезонансном фотовозбуждении d-d переходов марганца. Также была получена угловая зависимость степени оптической ориентации в продольном магнитном поле при наклонении образца относительно оси, перпендикулярной магнитному полю. Исследование проводилось методом поляризованной фотолюминесценции. В ходе исследования было обнаружено восстановление оптической ориентации в магнитном поле при циркулярно-поляризованном фотовозбуждении. Также была обнаружена немонотонность степени магнитоиндуцированной тепловой поляризации от магнитного поля. Кроме того, была выявлена анизотропия оптической ориентации и магнитоиндуцированной тепловой поляризации относительно взаимного направления магнитного поля и кристаллографических осей ZnMnSe в поле 6 Тл. Замечено, что существуют характерные углы наклона образца относительно направления магнитного поля, при которых степень оптической ориентации практически исчезает. Данная работа может быть полезна развитии спиновой физики и в приложениях спинтроники.

The given work is devoted to the experimental study of a phenomenon of optical orientation of spins of manganese d-electrons in the excited state at intracenter d-d transitions in a  wide-gap diluted magnetic semiconductor ZnMnSe with a low concentration of manganese in a magnetic field in the Faraday geometry at temperature 1.8 K. The polarization spectra of intracenter photoluminescence of manganese ions in ZnMnSe were obtained and analyzed in two different positions of the sample relative to the axis of optical registration in a longitudinal magnetic field under quasi-resonant photoexcitation of d-d manganese transitions. The angular dependence of the degree of optical orientation and magnetically induced polarization in a longitudinal magnetic field of 6 T was also obtained when the sample was tilted relative to an axis perpendicular to the magnetic field. The study was conducted by the method of polarized photoluminescence. The study revealed the recovery of the optical orientation in an increasing magnetic field in the Faraday geometry under circularly polarized photoexcitation. The nonmonotonical dependence of the degree of magnetically induced thermal polarization on the magnetic field was also found in two positions of the sample relative to the registration axis. In addition, anisotropy of the optical orientation and magnetically induced thermal polarization was revealed, depending on relative directions of the magnetic field and the crystallographic axes of the semiconductor under study in a field of 6 T. It was observed that there are characteristic angles of inclination of the sample relative to the direction of the magnetic field, at which the optical orientation practically disappears. This fundamental work may be useful in a spin physics development and in spintronics applications.