单一半磁性 CdTe/Cd_{1-x}Mn_{x}Te 量子环中的巨激子磁光法拉第旋转
介观与纳米尺度物理
2023-01-20 v2
摘要
在不同 Mn^{2+} 离子浓度下，利用有效质量近似中的变分技术，于法拉第构型中研究了 CdTe/Cd_{1-x}Mn_{x}Te 量子环中束缚激子态的磁调控及 {\sigma}^{+} 与 {\sigma}^{-} 激子跃迁间的巨塞曼分裂（GZS）。局域磁性杂质离子与离域载流子之间的 sp-d 交换相互作用通过包含修正 Brillouin 函数的平均场理论予以考虑。随着外磁场施加，GZS 及随之而来的有效 g 因子的增强，在能带结构中 I 型—II 型转变处显著显现，这通过计算电子与空穴间重叠积分以及面内激子半径得到很好解释。这凸显了非凡的磁光性质，包括巨法拉第旋转及相关的 Verdet 常数，其已使用单振子模型算出。估计了振子强度和激子寿命，发现它们大于块体稀磁半导体（DMS）和量子阱中的相应值，反映出量子环内更强的限域。结果表明，基于 DMS 的量子环展现出更广泛的塞曼分裂，从而产生 2.6 \times 10^{9} rad/Tesla/m 的超高 Verdet 常数，比现有量子系统与磁光材料大数个数量级。
引用
@article{arxiv.2301.00102,
title = {Giant excitonic magneto-optical Faraday rotation in single semimagnetic CdTe/Cd_{1-x}Mn_{x}Te quantum ring},
author = {Kalpana Panneerselvam and Bhaskaran Muralidharan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.00102},
year = {2023}
}