华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心
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韩一波教授课题组在激子自旋极化磁光谱的研究取得新进展

发布日期:2024-02-27    作者:     来源:     点击:

(通讯员 马永富)2月20日,《应用物理快报》(Applied Physics Letters)在线发表了国家脉冲强磁场科学中心韩一波教授课题组题为“Enhanced room-temperature magnetic field effect on spin-polarized excitons of cesium lead bromine-magnetite nanocomposites”的论文。中心博士生马永富(已毕业)为第一作者,韩一波教授为通讯作者。中心博士生康恩泽、黄瑞琴、陈竞舸(已毕业),苏州城市学院龚红梅教授,以及中心曹全梁教授参与了相关材料合成和强磁场实验。

CsPbBr3@Fe3O4纳米晶在室温下的磁性、磁场调制的圆偏振发光及光谱分析

半导体激子自旋极化的产生和操控是自旋电子学应用的基础。从铁磁表面或异质结到半导体邻近层的自旋注入通常用于创建自旋极化载流子;然而,对于卤化物钙钛矿而言,由于晶格参数与大多数铁磁体不匹配,这种自旋注入具有一定的挑战性。针对这一情况,韩一波课题组对Fe3O4磁性纳米颗粒包裹的全无机钙钛矿CsPbBr3的磁光谱进行了系统研究。结果表明,该纳米复合材料在室温下具有磁化和磁场诱导的圆极化光致发光特性。其中,Fe3O4纳米颗粒紧密附着在CsPbBr3纳米晶体表面后,其自旋极化度和激子有效g因子相较纯CsPbBr3有大幅提高(3-4倍)。这种现象是由于在外加磁场中,磁性排列的纳米颗粒与宿主半导体的激子态耦合形成了激子磁极化子。这一结果为全无机卤化物钙钛矿中有效的自旋注入提供了新的方法和思路。

该工作得到了国家自然科学基金(11974126)和国家重点研发计划(2022YFA1602702)等项目资助。

论文链接:https://doi.org/10.1063/5.0190303