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Jacobsen, Gabriel M. ; Oliveira, Vinicius A. ; Liang, Baolai ; Pelais, Andre ; Stanchu, Hryhorii V. ; Ware, Morgan E. ; Salamo, Gregory J. ; Mazur, Yuriy I. ; Marques, Gilmar E. ; Lopez-Richard, Victor ; Teodoro, Marcio D.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: NANOSCALE; v. 17, n. 29, p. 8-pg., 2025-07-08.

Resumo

The spin orientation of optical emissions in GaAs1-xSbx/GaAs quantum wells (QWs) is investigated through magneto-photoluminescence measurements. Notably, spin-dependent intensity oscillations emerge in high magnetic fields, originating from interband transitions between Landau levels in the GaAs barriers and described by the magnetoabsorption effect. These spin-resolved absorption resonances, when coupled with coherent relaxation toward the ground-state optical transition in the type-II QWs lead to pronounced spin polarization peaks. A theoretical framework based on rate equations for spin-split states demonstrates that such polarization is only achieved when spin-flip times are comparable to or exceed the optical recombination time, ensuring that spin orientation is maintained from carrier excitation to optical recombination. This prediction is experimentally validated though time-resolved measurements with circularly polarized excitation, where a spin lifetime of 3.5 ns is determined, confirming the role of magnetoabsorption in sustaining spin coherence. (AU)

• Processo FAPESP: 17/23668-8 - Efeitos de muitos corpos sobre qubits do Vale e sobre novas propriedades magneto-ópticas de monocamadas de metais de transição dicalcogenados
• Beneficiário: Helena de Souza Bragança Rocha
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 24/13583-9 - Controle do tunelamento de portadores de carga únicos em nanoestruturas híbridas baseadas em antimonetos
• Beneficiário: Gabriel Marques Jacobsen
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 18/06328-1 - Instrumentação magneto-raman com uso de um microscópio confocal em ambientes criogênicos
• Beneficiário: Gabriel Marques Jacobsen
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 13/18719-1 - Dinâmica de portadores eletrônicos em nanoestruturas semicondutoras
• Beneficiário: Marcio Daldin Teodoro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/01914-0 - Funcionalizando a emissão óptica em estruturas de tunelamento quântico em diferentes intervalos espectrais
• Beneficiário: Marcio Daldin Teodoro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 22/10340-2 - EMU científico: aquisição de um sistema de fluorescência de alta resolução temporal, espacial, espectral e operando em amplo intervalo de temperatura
• Beneficiário: Gilmar Eugenio Marques
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Infraestrutura - Científico
• Processo FAPESP: 14/19142-2 - Caracterização e processamento de nanoestruturas semicondutoras e aplicações como dispositivos
• Beneficiário: Gilmar Eugenio Marques
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/08731-3 - Dinâmica de portadores de carga e spin em nanoestruturas de antimonetos tipo-II
• Beneficiário: Gabriel Marques Jacobsen
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto