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Pauli blockade of the electron spin flip in bulk GaAs

机译：大量GaAs中电子自旋翻转的Pauli阻挡

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By means of time-resolved optical orientation under strong optical pumping, the k dependence of the electron spin-flip time (τ_(sf)) in undoped GaAs is experimentally determined. τ_(sf) monotonically decreases by more than one order of magnitude when the electron kinetic energy varies from 2 to 30 meV. At the high excitation densities and low temperatures of the reported experiments the main spin-flip mechanism of the conduction band electrons is the Bir-Aronov-Pikus. By means of Monte Carlo simulations we evidence that phase-space filling effects result in the blocking of the spin flip, yielding an increase of τ_(sf) with excitation density. These effects obtain values of τ_(sf) up to 26 ns at k ≈ 0, the longest reported spin-relaxation time in undoped GaAs in the absence of a magnetic field.
机译：通过强光泵浦下的时间分辨光学取向，实验确定了未掺杂GaAs中电子自旋翻转时间（τ_（sf））的k依赖性。当电子动能从2到30 meV变化时，τ_（sf）单调减少一个以上的数量级。在所报道实验的高激发密度和低温下，导带电子的主要自旋翻转机制是Bir-Aronov-Pikus。通过蒙特卡洛模拟，我们证明了相空间填充效应会导致自旋翻转受阻，并随着激励密度的增加而增加τ_（sf）。这些效应在k≈0时获得高达26 ns的τ_（sf）值，这是在没有磁场的情况下未掺杂的GaAs中最长的自旋弛豫时间。

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