The Theory of the Electron Spin–Lattice Relaxation in Zincblende Semiconductors
Al. Lotników 32/46, 02–668 Warsaw, Poland.
Abstract
enThe spin–lattice relaxation time of conduction electrons is calculated for III–V and II–VI zincblende semiconductors, where the conduction band is of Γ6-symmetry. The electronic states are described within the Kane three-level model of band structure. Deformation potential interaction with acoustic and optical phonons, together with the piezo-acoustic and polar optical scattering modes are considered. The spin-flip transitions occur due to spin mixing in the electron wavefunctions (Elliott-Yafet mechanism). Numerical calculations show that the electron–phonon interaction provides an important channel of the spin relaxation at high temperatures.
Abstract
deEs wird die Spin–Gitter-Relaxationszeit der Leitungselektronen für III–V- und II–VI-Zinkblende-halbleiter, wo das Leitungsband Γ6-Symmetrie besitzt, berechnet. Die Elektronenzustände werden mit dem Drei-Niveau-Modell der Bandstruktur von Kane beschrieben. Deformationspotential-wechselwirkung mit akustischen und optischen Phononen, zusammen mit piezoakustischen und polaren optischen Streumoden werden berücksichtigt. Spin-Flip-Übergänge treten infolge von Spin-Mischung der Elektronenwellenfunktionen (Elliott-Yafet-Mechanismus) auf. Numerische Rechnungen zeigen, daß die Elektron–Phonon-Wechselwirkung einen wirksamen Kanal für Spin-Relaxation bei hohen Temperaturen bilden.
