Using Light to Polarize and Detect Electron Spins in Silicon

旋转 电子 材料科学 光电子学 凝聚态物理 物理 原子物理学 核物理学
作者
X. Marie,Delphine Lagarde,A. Balocchi,Cédric Robert,Laurent Lombez,P. Renucci,T. Amand,Fabian Cadiz
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2407.18742
摘要

Despite decades of research, demonstration of all-optical detection and control of free electron spins in silicon remains elusive. Here, we directly probe the electron spin properties in bulk silicon by measuring the polarization of luminescence following circularly polarized light excitation. The experiments performed for both direct and indirect gap excitation allow not only an experimental determination of the optical selection rules in silicon for the different phononassisted transitions but they also lead to the measurement of the spin relaxation of electrons in conditions which are not accessible using transport techniques. We also measure the spin properties of free excitons in bulk silicon, a very little explored field.

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