Manipulação de spin em diodos de tunelamento ressonante não-magnéticos tipo-n

The aim of this work was to study the spin effects in non-magnetic asymmetric n-type resonant tunneling diodes (RTD). For this purpose, we have used transport and polarization resolved magneto-photoluminescence measurement techniques. The optical polarization degree from quantum well (QW) and contact layers regions was studied as a function of voltage bias and magnetic field . In general, we have observed that the optical polarization and the excitonic spin-splitting from the QW emission is sensitive to the voltage bias. The contact layers emission as a funcition of voltage bias was also investigated under fixed magnetic field and it has shown large degrees of negative circular polarization. This behavior was associated to the occupation of the spin-split valence band in the GaAs bulk. We have also observed that the bi-dimensional electron gas (2DEG) emission is magnetic field favored by the magnetic field, as it has been reported in the literature. However, this study revealed that this emission also can be voltage bias induced. In addition, we unexpectly observed that the 2DEG-H and the 3D bulk emissions can exhibit up to -100% and +90 % of optical polarization degree respectively, depending on the voltage conditions. Emissions from the QW and contact layers were also investigated as a function of the magnetic field. We have observed that the polarization from QW and the 2DEG-H have an oscillatory behavior at some integer filling factor. Our results show that the circular polarization of the carriers in the QW should depend on various mechanisms, including the Landè g-factors of the different layers and the spin-polarization of the carriers in the contact layers and the density of carriers along the structure.Universidade Federal de Sao CarlosEste trabalho teve como objetivo o estudo dos efeitos de spin em diodos de tunelamento ressonante (RTD) assimétricos do tipo n não magnéticos. Utilizamos técnicas de medidas de transporte e magneto-fotoluminescencia resolvida em polarização. O grau de polarização ótica das regiões do QW e das camadas do contato foi estudado em função da voltagem e do campo magnético. Observou-se, de maneira geral, que o grau de polarização ótica e o spin splitting excitonico da emissão do QW é sensível às variações da voltagem. A emissão das camadas do contato em função da voltagem foi investigada sob valores fixos de campo magnético, apresentando alto grau de polarização circular negativo que foi atribuído a ocupação dos níveis de spin splitting da bandas de valência do bulk de GaAs. Como é conhecido na literatura, observou-se que o campo magnético favorece a emissão do gás bidimensional de elétrons (2DEG). Entretanto, esse estudo revelou que essa emissão pode também ser favorecida pelas condições de voltagem, a um campo magnético fixo. Além disso, observamos que para certos valores de voltagem, a emissão 2DEG-H pode exibir até - 100% de polarização ótica e a emissão do bulk 3D até +90%. As emissões do QW e camadas do contato foram também investigas em função do campo magnético. Oscilações no grau de polarização ótica da recombinação no QW bem como da emissão relacionada a recombinação entre 2DEG e buracos livres (2DEG-H) foram associadas às ocupações dos níveis de Landau em um campo magnético. De maneira geral,nossos resultados mostraram que a origem física da polarização circular da emissão do QW depende de vários mecanismos, incluindo o fator g de Landè de diferentes camadas, polarização de spin de portadores nas camadas do contato e densidade de portadores ao longo da estrutura