Ga$^{2+}$ 中心中自旋相关复合的电子-核自旋关联守恒

GaAsN 中的自旋相关复合为自旋电子器件设计提供了许多有趣的可能，主要因其令人惊叹的能力可在室温下使导带电子自旋极化接近 100%。本文重新审视了 Ga$^{2+}$ 顺磁中心中电子自旋选择性俘获背后的机制，以解决大多数先前模型普遍存在的不一致问题。这些错误主要表现为与这一现象两个关键特征的实验观测严重不符：有效的类 Overhauser 磁场，以及光致发光类洛伦兹曲线宽度随光照功率的变化。这些特征不仅对理解 GaAsN 中的自旋相关复合至关重要，也是设计新型自旋电子器件的关键。我们在此证明，电子俘获表达式的特定结构引入了虚假的电子-核关联，人为改变了超精细与塞曼贡献之间的平衡。这种不平衡强烈扭曲了有效磁场与宽度特征。本工作中我们提出一种替代复合机制，在保持电子-核关联的同时，保留电子自旋选择性俘获的基本特性。该机制显著改善了实验与理论结果之间的一致性。特别地，我们的模型给出的结果与实验有效类 Overhauser 磁场和宽度数据，以及斜磁场下的圆偏振度非常吻合。