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Spin transport study in a Rashba spin-orbit coupling system

机译：Rashba自旋轨道耦合系统中的自旋输运研究

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摘要

One of the most important topics in spintronics is spin transport. In this work, spin transport properties of two-dimensional electron gas in AlxGa1-xN/GaN heterostructure were studied by helicity-dependent photocurrent measurements at room temperature. Spin-related photocurrent was detected under normal incidence of a circularly polarized laser with a Gaussian distribution. On one hand, spin polarized electrons excited by the laser generate a diffusive spin polarization current, which leads to a vortex charge current as a result of anomalous circular photogalvanic effect. On the other hand, photo-induced spin polarized electrons driven by a longitudinal electric field give rise to a transverse current via anomalous Hall Effect. Both of these effects originated from the Rashba spin-orbit coupling. By analyzing spin-related photocurrent varied with laser position, the contributions of the two effects were differentiated and the ratio of the spin diffusion coefficient to photo-induced anomalous spin Hall mobility Ds/μs = 0.08 V was extracted at room temperature.
机译：自旋电子学中最重要的主题之一是自旋传输。在这项工作中，通过在室温下依赖于螺旋度的光电流测量研究了二维电子气在AlxGa1-xN / GaN异质结构中的自旋输运性质。在具有高斯分布的圆偏振激光的法向入射下检测到自旋相关的光电流。一方面，由激光激发的自旋极化电子产生扩散的自旋极化电流，由于异常的圆形光电流效应，这会导致涡旋电荷电流。另一方面，由纵向电场驱动的光感应自旋极化电子通过异常霍尔效应产生横向电流。这两种效应均源自Rashba自旋轨道耦合。通过分析与激光位置有关的自旋相关光电流，区分了这两种效应的贡献，并在室温下提取了自旋扩散系数与光致异常自旋霍尔迁移率Ds /μs= 0.08 V的比值。

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