Magnetization dynamics down to zero field in dilute (Cd,Mn)Te quantum wells

The evolution of the magnetization in (Cd,Mn)Te quantum wells after a short pulse of magnetic field was determined from the giant Zeeman shift of spectroscopic lines. The dynamics in absence of magnetic field was found to be up to three orders of magnitude faster than that at 1 T. Hyperfine interaction and strain are mainly responsible for the fast decay. The influence of a hole gas is clearly visible: at zero field anisotropic holes stabilize the system of Mn ions, while in a magnetic field of 1 T they are known to speed up the decay by opening an additional relaxation channel

Ferromagnétisme induit par les porteurs dans<br />des puits quantiques de (Cd,Mn)Te: étude spectroscopique du désordre.

The presence of a two-dimensional hole gas in a (Cd,Mn)Te quantum well induces a ferromagnetic interaction between the localized spins of the diluted magnetic semiconductor. We have developed a new method for the doping, which uses electron traps at the surface of the sample; this allows us to expand the range of experimentally accessible values of the density of carriers and of localized spins. The magnetic properties were measured through magneto-optical spectroscopy (photoluminescence). The critical temperature was measured to be higher than the Curie-Weiss temperature, which we tentatively ascribe to the presence of disorder. Local photoluminescence spectra allow us to draw maps of the spontaneous magnetization, of the carrier density and of the density of localized spins. The fluctuations of carrier density are larger in the surface-doped samples than in Nitrogen-doped samples, with a direct influence on the fluctuations of the spontaneous magnetization.La création d'un gaz de trous bidimensionnel dans un puits quantique (Cd,Mn)Te permet d'induire une interaction ferromagnétique entre les spins localisés du semiconducteur magnétique dilué. Une nouvelle méthode de dopage utilisant les pièges à la surface de l'échantillon a été mise au point ; elle a permis d'étendre la gamme des valeurs expérimentalement accessibles pour les densités de spins et de porteurs. Les propriétés magnétiques sont mesurées par spectroscopie magnéto-optique (photoluminescence). Nous mesurons une température critique plus élevée que la température de Curie-Weiss, ce qui suggère un effet du désordre. Des mesures locales de la photoluminescence permettent de tracer des cartes de l'aimantation spontanée, de la densité de porteurs et de la densité de spins localisés : les échantillons dopés par la surface présentent des fluctuations de densité de porteurs plus grandes que les échantillons dopés par impuretés azote, et ces fluctuations induisent directement des fluctuations de l'aimantation spontanée

Ferromagnétisme induit par les porteurs dans des puits quantiques de (Cd,Mn)Te: étude spectroscopique du désordre

La création d'un gaz de trous bidimensionnel dans un puits quantique (Cd,Mn)Te permet d'induire une interaction ferromagnétique entre les spins localisés du semiconducteur magnétique dilué. Une nouvelle méthode de dopage utilisant les pièges à la surface de l'échantillon a été mise au point ; elle a permis d'étendre la gamme des valeurs expérimentalement accessibles pour les densités de spins et de porteurs. Les propriétés magnétiques sont mesurées par spectroscopie magnéto-optique (photoluminescence). Nous mesurons une température critique plus élevée que la température de Curie-Weiss, ce qui suggère un effet du désordre. Des mesures locales de la photoluminescence permettent de tracer des cartes de l'aimantation spontanée, de la densité de porteurs et de la densité de spins localisés : les échantillons dopés par la surface présentent des fluctuations de densité de porteurs plus grandes que les échantillons dopés par impuretés azote, et ces fluctuations induisent directement des fluctuations de l'aimantation spontanée.The presence of a two-dimensional hole gas in a (Cd,Mn)Te quantum well induces a ferromagnetic interaction between the localized spins of the diluted magnetic semiconductor. We have developed a new method for the doping, which uses electron traps at the surface of the sample; this allows us to expand the range of experimentally accessible values of the density of carriers and of localized spins. The magnetic properties were measured through magneto-optical spectroscopy (photoluminescence). The critical temperature was measured to be higher than the Curie-Weiss temperature, which we tentatively ascribe to the presence of disorder. Local photoluminescence spectra allow us to draw maps of the spontaneous magnetization, of the carrier density and of the density of localized spins. The fluctuations of carrier density are larger in the surface-doped samples than in Nitrogen-doped samples, with a direct influence on the fluctuations of the spontaneous magnetization.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Exciton-exciton interaction and biexcitons in the presence of spin-polarized carriers

International audienceWe present an absorption study of the neutral exciton, biexciton and positively charged exciton (trion) in a (Cd,Mn)Te quantum well under the influence of a femtosecond, circularly polarized, resonant pump pulse. By using spin-dependent selection rules in a quantum well containing a strongly diluted magnetic semiconductor, we could unambiguously separate the biexcitonic transitions from the charged exciton ones, and we report on their simultaneous observation for a well chosen configuration of the pump and probe polarization. The influence of the hole gas on the biexciton line is described. In a polarization such as the charged exciton line is not present in the transmission spectrum, the sum of the neutral exciton and biexciton intensities is conserved, whatever the density of preexisting holes. However, when both the charged exciton and the biexciton coexist, we observed some intensity stealing from the biexciton by the charged exciton