Coerência de spin via luz em semicondutores magnéticos

Resumo

Recentemente, nosso Grupo de Pesquisa descobriu que a luz pode induzir polarons de spin (SPs) gigantes, supergigantes e hipergigantes em semicondutores magnéticos intrínsecos - calcogenetos de európio EuX (X = O, S, Se, Te). O momento magnético desses polarons de spin é dez, cem e mil vezes maior do que os valores conhecidos até então. A indução de SPs gigantescos por um único fóton abre um novo caminho para o controle do estado magnético da matéria, usando luz de baixa intensidade. O objetivo desse trabalho é compreender o processo pelo qual se dá a fotoexcitação de um SP, e levantar suas características fundamentais estáticas e dinâmicas. Muitas questões básicas ainda permanecem sem resposta, tais como: qual é a natureza do estado eletrônico excitado, que dá origem a um SP? Está associado a defeitos, ou é intrínseco? Quais são as características dinâmicas de um SP (tempo de formação e extinção)? Quais são as condições ideais para maximizar o momento magnético dos SPs (temperatura, comprimento de onda de excitação, campo magnético externo)? É possível magnetizar totalmente um material através da formação de SPs? Quais são as características das ondas de spin que são produzidas quando um SP é formado? Este trabalho responderá a essas questões, por meio de investigações experimentais de SPs em EuX e outros semicondutores magnéticos, utilizando os recursos do Laboratório de Magneto-Óptica do IFUSP, e desenvolvendo cálculos e modelos teóricos para amparar a interpretação dos resultados experimentais. (AU)