Spin relaxation in the impurity band of a semiconductor in the external magnetic field

Spin relaxation in the impurity band of a 2D semiconductor with spin-split spectrum in the external magnetic field is considered. Several mechanisms of spin relaxation are shown to be relevant. The first one is attributed to phonon-assisted transitions between Zeeman sublevels of the ground state of an isolated impurity, while other mechanisms can be described in terms of spin precession in a random magnetic field during the electron motion over the impurity band. In the later case there are two contributions to the spin relaxation: the one given by optimal impurity configurations with the hop-waiting time inversely proportional to the external magnetic field and another one related to the electron motion on a large scale. The average spin relaxation rate is calculated

Селекційна оцінка високопродуктивних корів буковинського заводського типу української червоно–рябої молочної породи

The results of research on the assessment of breeding qualities of high performance cows Bukovina Ukrainian plant type red–white dairy breed. Established that the productive potential of the cow estimated high enough that opens significant opportunities for formation buhayvidtvoryuvalnoyi group of cows to produce the next generation of producers. Much of cows good milking combines high content of fat and protein in milk. The best indicators for milk yield (over 7000 kg) were daughters of sires Captain 6775, Artek 344, Polar 49, Mozart 475, Dzharomira 6296217, Guido 40535, Madzhesti 2071114. For fat milk probably stood daughter Nord 3126 (3.86%) and was the lowest rate in cows that received from the Senate in 1632, 3160 and Lighthouse Dzharomira 6296217 (3.75%). The content of protein in milk was the best daughter of Captain 6775, Artek 344, Polar 49, 475 Mozart (3.31 – 3.33%) and slightly lower figure was Dzharomira daughters 6296217 (3.25%). Note that the daughter of Captain bulls 6775, the Arctic 49, Nord 3126 well combine high milk production of fat and protein in milk. It is appropriate to further use of highly productive cows, bulls–sires and their descendants in the system of selection and breeding herds in the creation of high–performance factory type Bukovina Ukrainian red–white dairy breed for specific economic conditions and effective improvement genealogical structureВикладено результати досліджень щодо оцінки племінних якостей високопродуктивних корів буковинського заводського типу української червоно–рябої молочної породи. Встановлено, що продуктивний потенціал оцінених  корів  достатньо високий, що розкриває суттєві можливості щодо формування  бугайвідтворювальної групи корів для одержання наступного  покоління плідників. Значна частка корів добре поєднує високу молочність з вмістом жиру та білку в молоці.  Кращі показники за надоєм молока (понад 7000 кг) мали дочки  плідників Капітана 6775, Артека 344, Полярного 49, Моцарта 475, Джароміра 6296217, Гуідо 40535, Маджесті 2071114. За вмістом жиру в молоці вірогідно виділялися дочки Норда 3126 (3,86%), а найнижчий був показник у корів, які походять від Сената 1632, Маяка 3160 та Джароміра 6296217 (3,75%). За вмістом білку в молоці кращими були дочки Капітана 6775, Артека 344, Полярного 49, Моцарта 475 (3,31 – 3,33%), а дещо низький показник був у дочок Джароміра 6296217 (3,25%). Слід відмітити, що дочки бугаїв Капітана 6775, Полярного 49, Норда 3126, добре поєднують високу молочність з вмістом жиру та білку в молоці.  Доцільним є подальше використання високопродуктивних корів, бугаїв–плідників та їх нащадків у системі селекційно–племінної роботи при створенні високопродуктивних стад буковинського заводського типу української червоно–рябої молочної породи в конкретних умовах господарювання та ефективного удосконалення генеалогічної структури

GENETIC SIMILARITY OF DIFFERENT SELECIONNYH GROUPS OF BUKOVYNA FACTORY TYPE UKRAINIAN RED-SPOTTED DAIRY BREED

Викладено результати аналізу генетичної подібності різних селекційних груп української червоно-рябої молочної худоби буковинського заводського типу. Коефіцієнт генетичної подібності 5/8-кровних корів порівняно з 3/4- і 7/8-кровними  був найбільшим – 0,979–0,992, що визначає перспективи використання цих генетичних груп у формуванні високопродуктивних стад. Генетична подібність була високою при порівнянні груп українського та канадського походження – 0,991, українського та німецького походження – 0,992, канадського та німецького походження – 0,995. Найнижче значення коефіцієнта генетичної подібності виявлено  при порівнянні корів ліній Астронавта і Хановера – 0,439, а найбільше – ліній Інгансе і Рігела – 0,995. При обґрунтуванні кращих варіантів підбору та кросів ліній, в цілому для подальшої оптимізації селекційного процесу i ефективної консолідації  буковинського заводського типу  української червоно-рябої молочної породи за продуктивними та племінними якостями, слід звернути увагу на рівень генетичної подібності різних селеційних груп.Изложены результаты анализа генетического сходства разных племенных групп типа буковинского заводского типа украинского красно-пестрого  молочного скота. Коэффициент генетического сходства  5/8-кровных коров по сравнению с 3/4- и 7/8-кровными был наибольшим- 0,979–0,992 ,что определяет перспективы использования этих генетических групп в формировании высокопродуктивных стад. Генетическое сходство было высоким при сравнении группы украинского и канадского происхождения (0,991), украинского и немецкого происхождения (0,992), канадского и немецкого происхождения (0,995). Наименьшее значение коэффициента генетического сходства было при сравнении коров линии Астронавта и Хановера (0,439), а наибольшее – линий Ингансе и Ригела (0,995).   Для прогнозирования  лучших вариантов подбора и кроссов линий, в целом для дальнейшей оптимизации селекционного процесси и  эффективной консолидации буковинского заводского типа украинской красно-пестрой  молочной породы, следует учитивать  генетическое сходство разных селекционных групп.Results of the analysis of the genetic similarity of different breeding groups of Ukrainian Red-spotted dairy cattle bukovynian factory type. The coefficient of genetic similarity carnal 5/8-cows compared with 3/4 and 7/8-birth was the greatest – the region is 0,979–0,992 determining the prospects of the use of these genetic groups in forming high-performance Stud. Genetic similarity was high when comparing groups of Ukrainian and Canadian origin – 0,991, Ukrainian and German descent – 0,992, Canadian and German origin 0,995. The lowest value of the coefficient of genetic similarity detected when comparing cows lines Astronaut and Hanovera – 0,439, and most of the lines Ìnganse and Rìgela – 0,995.   In justifying the best options selection and crosses the lines for the further optimization of breeding process i the effective consolidation of the bukovynian factory type of Ukrainian Red-spotted dairy breeds for productive and breeding qualities, you should pay attention to

Hanle effect driven by weak-localization

The influence of weak localization on Hanle effect in a two-dimensional system with spin-split spectrum is considered. We show that weak localization drastically changes the dependence of stationary spin polarization $\mathbf S$ on external magnetic field $B.$ In particular, the non-analytic dependence of $\mathbf S$ on $\mathbf B$ is predicted for III-V-based quantum wells grown in [110] direction and for [100]-grown quantum wells having equal strengths of Dresselhaus and Bychkov-Rashba spin-orbit coupling. It is shown that in weakly localized regime the components of $\mathbf S$ are discontinuous at $B=0.$ At low $B,$ the magnetic field-induced rotation of the stationary polarization is determined by quantum interference effects. This implies that the Hanle effect in such systems is totally driven by weak localization.Comment: 4 pages, 1 figur

Spin dynamics in the regime of hopping conductivity

We consider spin dynamics in the impurity band of a semiconductor with spin-split spectrum. Due to the splitting, phonon-assisted hops from one impurity to another are accompanied by rotation of the electron spin, which leads to spin relaxation. The system is strongly inhomogeneous because of exponential variation of hopping times. However, at very small couplings an electron diffuses over a distance exceeding the characteristic scale of the inhomogeneity during the time of spin relaxation, so one can introduce an averaged spin relaxation rate. At larger values of coupling the system is effectively divided into two subsystems: the one where relaxation is very fast and another one where relaxation is rather slow. In this case, spin decays due to escape of the electrons from one subsystem to another. As a result, the spin dynamics is non-exponential and hardly depends on spin-orbit coupling

Electron density stratification in two-dimensional structures tuned by electric field

A new kinetic instability which results in formation of charge density waves is proposed. The instability is of a purely classical nature. A spatial period of arising space-charge and field configuration is inversely proportional to electric field and can be tuned by applied voltage. The instability has no interpretation in the framework of traditional hydrodynamic approach, since it arises from modulation of an electron distribution function both in coordinate and energy spaces. The phenomenon can be observed in thin 2D nanostructures at relatively low electron density.Comment: 4 pages, 2 figure

Slowing down of spin relaxation in two dimensional systems by quantum interference effects

The effect of weak localization on spin relaxation in a two-dimensional system with a spin-split spectrum is considered. It is shown that the spin relaxation slows down due to the interference of electron waves moving along closed paths in opposite directions. As a result, the averaged electron spin decays at large times as $1/t$. It is found that the spin dynamics can be described by a Boltzmann-type equation, in which the weak localization effects are taken into account as nonlocal-in-time corrections to the collision integral. The corrections are expressed via a spin-dependent return probability. The physical nature of the phenomenon is discussed and it is shown that the "nonbackscattering" contribution to the weak localization plays an essential role. It is also demonstrated that the magnetic field, both transversal and longitudinal, suppresses the power tail in the spin polarization.Comment: 12 pages, 2 figure

Spin relaxation of localized electrons in n-type semiconductors

The mechanisms that determine spin relaxation times of localized electrons in impurity bands of n-type semiconductors are considered theoretically and compared with available experimental data. The relaxation time of the non-equilibrium angular momentum is shown to be limited either by hyperfine interaction, or by spin-orbit interaction in course of exchange-induced spin diffusion. The energy relaxation time in the spin system is governed by phonon-assisted hops within pairs of donors with an optimal distance of about 4 Bohr radii. The spin correlation time of the donor-bound electron is determined either by exchange interaction with other localized electrons, or by spin-flip scattering of free conduction-band electrons. A possibility of optical cooling of the spin system of localized electrons is discussed.Comment: Submitted to the special issue "Optical Orientation", Semiconductor Science and Technolog

Spin dynamics in semiconductors

This article reviews the current status of spin dynamics in semiconductors which has achieved a lot of progress in the past years due to the fast growing field of semiconductor spintronics. The primary focus is the theoretical and experimental developments of spin relaxation and dephasing in both spin precession in time domain and spin diffusion and transport in spacial domain. A fully microscopic many-body investigation on spin dynamics based on the kinetic spin Bloch equation approach is reviewed comprehensively.Comment: a review article with 193 pages and 1103 references. To be published in Physics Reports