Комбинационное рассеяние света с переворотом спина в самоорганизованных квантовых точках CdSe/ZnMnSe / Козырев Н.В., Ахмадуллин Р.Р., Намозов Б.Р., Кусраев Ю.Г., Седова И.В., Сорокин С.В., Иванов С.В.

Методом резонансного комбинационного рассеяния с переворотом спина (КРПС) былиисследованы самоорганизованные квантовые точки (КТ) CdSe в барьере ZnMnSe, полученныеметодом молекулярно-пучковой эпитаксии. В магнитном поле 6 Т в диапазоне температур от 1.6 К до30 К в спектрах КРПС наблюдается большое число (порядка десяти) линий рассеяния,расположенных эквидистантно друг от друга в соответствии с энергией зеемановского расщепленияионов марганца. Этот феномен связан с тем, что резонансное рассеяние света происходит срождением промежуточного состояния – экситона,взаимодействующего с большим числом ионов марганца. Процессрассеяния сопровождается одновременным переворотом спиновнескольких ионов марганца, находящихся в области локализацииэтого экситона. Переворот спинов ионов Mn2+ возникаетвследствие их обменного взаимодействия с фотовозбуждённойтяжёлой дыркой.Спектр фотолюминесценции (ФЛ) слоя КТ представляетсобой широкую полосу с максимумом при 2.33 эВ и шириной наполувысоте ~40 мэВ. В магнитном поле 6Т, приложенном вгеометрии Фарадея, зеемановское расщепление ФЛ мало (<0.5мэВ) и, практически, не заметно на фоне её ширины. С другойстороны, ФЛ барьера показывает расщепление, соответствующеегигантскому эффекту Зеемана. Такое поведение ФЛ соответствуеттому, что ионы марганца находятся только в барьере ZnMnSe.Следовательно, обменное взаимодействие фотовозбуждённойтяжёлой дырки, локализованной в слое КТ CdSe, с ионамимарганца в барьере мало.Согласно теоретической модели, предложенной дляописания эффекта КРПС ионов Mn2+ [1], число линий в спектрахрассеяния для систем в режиме слабого обменноговзаимодействия, подобных нашей, должно быть мало (по нашимоценкам одна-две) и определяется малой долей ионов марганца,входящих в орбиту локализованного экситона. Однако, результат,полученный нами, противоречит предсказанию теории – экспериментально мы наблюдаем околодесяти линий рассеяния (см. рисунок). Была предложена качественная модель описания этогоявления, основанная на динамически меняющемся обменном поле тяжёлой дырки, при образованиипромежуточного состояния рассеивающимся фотоном [2]. Существенное отличие предложенноймодели от [1] состоит в том, что количество ионов марганца, одновременно переворачивающих свойспин, определяется тем, сколько их находится в области локализации экситона.