n-GaAs 核自旋系统的自旋-自旋相互作用局域场

在低晶格温度下，固体中的核自旋形成一个与晶格良好隔离的封闭热力学系统。核自旋系统的热力学性质由自旋-自旋相互作用的局域场表征，该场决定了其在退磁实验中的热容与可达到的最低核自旋温度。我们报道了 GaAs（一种半导体自旋电子学的模型材料）中核自旋系统局域场的测量结果。结构与测量方法的选择——弱掺杂 GaAs 外延层（具有弱残余形变）与光致冷却核自旋的绝热退磁法——使我们能够修正核自旋-自旋局域场的值，其结果为此前所得值的一半。我们的实验结果得到计算的支持，计算考虑了偶极-偶极与间接（赝偶极与交换）核自旋相互作用，以及核自旋在带电杂质中心附近的四极分裂。