具有自旋轨道相互作用的II-VI族稀磁半导体中的超快自旋动力学

我们从理论上研究了存在自旋轨道相互作用时II-VI族稀磁半导体的超快自旋动力学。我们的目标是探索在块体和量子阱体系中交换$sd$耦合与自旋轨道相互作用之间的相互影响或竞争。对于块体材料，我们聚焦于Zn$_{1-x}$Mn$_x$Se并考虑Dresselhaus相互作用；而对于量子阱，我们考察具有强Rashba耦合的Hg$_{1-x-y}$Mn$_x$Cd$_y$Te体系。我们的计算采用近期发展的一种形式体系，其包含了源于交换$sd$耦合的超越平均场理论的电子关联。对于块体和准二维体系，我们发现通过在合理范围内调节体系参数，可使两种相互作用均占据主导地位或彼此势均力敌地竞争。在这两类体系中，自旋轨道相互作用最显著的效果是出现强振荡，而单独的交换$sd$耦合仅导致平均电子自旋分量的指数衰减。我们还研究了平均场近似，并从解析上解释了其为何对平行于Mn磁场的自旋分量中由自旋轨道诱导的退相干表现出强烈抑制。