Seminarium Fizyki Ciała Stałego

Kropka kwantowa zawierająca pojedynczy jon metalu przejściowego pozwala na precyzyjne optyczne badania własności spinowych tego jonu oddziałującego z nośnikami i z siecią krystaliczną, natomiast dobrze odizolowanego od innych jonów magnetycznych. Jedną z najważniejszych motywacji tego typu badań jest opanowanie optycznej kontroli nad pojedynczym spinem oraz osiągnięcie możliwie długiego czasu koherencji spinowej pojedynczego jonu. Z tego powodu jon żelaza Fe2+ jest wyjątkowo obiecujący, bowiem nie posiada spinu jądrowego (w przeciwieństwie do jonów manganu i kobaltu umieszczanych dotąd w kropkach kwantowych). Jednak w typowych półprzewodnikach objętościowych o strukturze blendy cynkowej jon Fe2+ charakteryzuje się singletowym niezdegenerowanym stanem podstawowym, który nie może zostać wykorzystany do przechowywania informacji kwantowej. Nasze rachunki wskazują, że silne strukturalne naprężenie epitaksjalnej kropki kwantowej w jakościowy sposób modyfikuje charakter jonu Fe2+, w wyniku czego jego stan podstawowy staje się podwójnie zdegenerowany. Eksperymentalnie wykażę to na podstawie magneto-spektroskopowych pomiarów wyprodukowanego przez nas nowego systemu samozorganizowanych kropek kwantowych CdSe/ZnSe zawierających pojedyncze jony Fe2+ [1]. Zaprezentuję wyniki pomiarów siły i charakteru oddziaływania wymiennego s,p-d pomiędzy jonem Fe2+, a nośnikami uwięzionymi w kropce. Pokażę także optyczną orientację spinu jonu Fe2+ poprzez pobudzanie światłem spolaryzowanym kołowo.[1] T. Smoleński et al., arXiv:1505.06763 (2015).