В среду, 8 июня 2022, 15.00 в КЗ ТК состоится Семинар отдела физики поверхности

В. С. Русецкий

Новый полупроводниковый источник спин-поляризованных электронов и спин-детектор с пространственным разрешением

Новые спин-зависимые фотоэмиссионные свойства полупроводниковых гетероструктур на основе мультищелочного фотокатода Na2KSb/Cs3Sb предсказаны с помощью расчетов из первых принципов (DFT) и наблюдения эффекта оптической спиновой ориентации. Расчеты из первых принципов продемонстрировали удивительную схожесть зонного спектра соединения Na2KSb и GaAs, особенно валентных зон, что связано с определяющим вкладом элементов пятой группы в спектр состояний. В фотокатоде Na2KSb/Cs3Sb был обнаружен эффект оптической ориентации благодаря высокой степени круговой поляризации фотолюминесценции, достигающей 23 %. Эти результаты продемонстрировали потенциальную возможность спин-зависимых фотоэмиссионных свойств фотокатода на основе Na2KSb. Для проверки спин-поляризованной фотоэмиссии мы изготовили специальный сверхвысоковакуумный фотодиод, состоящий из гетероструктуры Na2KSb/Cs3Sb, которая тестировалась в качестве источника спин-поляризованных электронов и анода Al0.11Ga0.89As/Cs3Sb - в качестве спин-детектора с пространственным и спектральным разрешением. Активный слой Na2KSb фотокатода выращивался методом газофазной эпитаксии или молекулярно-лучевой эпитаксии и активировался до состояния отрицательного сродства к электрону созданием слоя Cs3Sb . Показано, что при комнатной температуре степень поляризации фотоэмитированных электронов достигает практически теоретического максимума в 50 %. Измерен эмиттанс электронного пучка, генерируемого светом с энергией ниже 1.3 эВ (950 нм), приближающийся к пределу, определяемому температурным разбросом поперечной энергии электронов в пучке. Наконец, структура Al0.11Ga0.89As/Cs3Sb продемонстрировала высокую эффективность в качестве детектора спина свободных электронов с пространственным разрешением.