[发明专利]一种调控闪锌矿结构半导体量子阱自旋轨道耦合的方法

权利要求书

1.一种调控闪锌矿结构半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：选择符合条件的半导体量子阱材料；

步骤S2：用分子束外延设备生长不同阱宽的半导体量子阱；

步骤S3：测量步骤S2中半导体量子阱的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合比值。

2.根据权利要求1所述的一种调控闪锌矿半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于：所述步骤S1中所述的条件为：所述半导体量子阱材料为闪锌矿结构、所述半导体量子阱材料为单晶并且所述半导体量子阱材料的阱宽为几纳米到十几纳米。

3.根据权利要求1所述的一种调控闪锌矿半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于：所述步骤S2中生长不同阱宽的半导体量子阱，此阱宽的变化范围为几纳米到十几纳米。

4.根据权利要求1所述的一种调控闪锌矿半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31：用圆偏振光照射半导体量子阱，入射角为30度到45度之间，分别测得所述半导体量子阱中由Rashba自旋轨道耦合引起的光电流I_SIA和由Dresselhaus自旋轨道耦合引起的光电流I_BIA；

其中，I_SIA∝ατ_pP_cM，I_BIA∝βτ_pP_cM；α为Rashba自旋轨道耦合参数，其强度正比于Rashba自旋轨道耦合的强度，β为Dresselhaus自旋轨道耦合参数，其强度正比于Dresselhaus自旋轨道耦合的强度，τ_p为动量弛豫时间，P_c为入射激发光的圆偏振度，M为入射激发光的强度；

步骤S32：计算在某一入射角下的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的比值

步骤S33：换不同阱宽的样品，重复步骤S31和S32。

5.一种调控闪锌矿结构半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：选择符合条件的半导体量子阱材料；

步骤S2：用分子束外延设备在半导体量子阱的其中一个界面上插入超薄InAs层，即在半导体量子阱的阱层和垒层之间插入超薄InAs层；

其中超薄表示所述InAs层的厚度在0.5至3个单原子层之间；

步骤S3：测量半导体量子阱的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合比值。

6.根据权利要求5所述的一种调控闪锌矿半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于：所述步骤S1中所述的条件为：所述半导体量子阱材料为闪锌矿结构、所述半导体量子阱材料为单晶并且所述半导体量子阱材料的阱宽为几纳米到十几纳米。

7.根据权利要求5所述的一种调控闪锌矿半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于：所述步骤S2中插入的InAs层材料的带隙不同于阱层和垒层的材料的带隙，插入的InAs层的厚度为0.5至3个单原子层之间，用分子束外延系统生长所述插入的InAs层，其生长温度在480-520摄氏度之间,其生长速率介于0.08-0.12ML/s，所述插入的InAs层是在As₂的气氛中生长，真空度控制在3.8-4.5×10^-6托。

8.根据权利要求5所述的一种调控闪锌矿半导体量子阱自旋轨道耦合的方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31：用圆偏振光照射半导体量子阱，入射角为30度到45度之间，分别测得所述半导体量子阱中由Rashba自旋轨道耦合引起的光电流I_SIA和由Dresselhaus自旋轨道耦合引起的光电流I_BIA；

其中，I_SIA∝ατ_pP_cM，I_BIA∝βτ_pP_cM；α为Rashba自旋轨道耦合参数，其强度正比于Rashba自旋轨道耦合的强度，β为Dresselhaus自旋轨道耦合参数，其强度正比于Dresselhaus自旋轨道耦合的强度，τ_p为动量弛豫时间，P_c为入射激发光的圆偏振度，M为入射激发光的强度；

步骤S32：计算在某一入射角下的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的比值

步骤S33：换不同阱宽且界面有InAs插入层的样品，重复步骤S31和S32。