ФИЗИЧЕСКОЕ КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ СПИНОВЫХ УСТРОЙСТВ
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-2-46-54
Аннотация
Цель. Спиновая наноэлектроника позволяет реализовать принципиально новые способы кодировании и шифрования информации при помощи спинов фотонов в волоконно- оптических линиях передачи данных.
Цель. В статье обсуждается возможность создания спинового светодиода, излучающего циркулярно-поляризованный свет. Метод. В спиновом светодиоде спин-поляризованные носители инжектируются из ферромагнитного контакта, объединенного с квантовой ямой.
Результат. Квантовые правила отбора, описывающие рекомбинацию, устанавливают связь между циркулярной поляризацией света, испускаемого вдоль нормали к поверхности, и спиновой поляризацией электронов.
Вывод. Сформулированы физические методы кодирования и передачи информации с помощью поляризационных спиновых устройств, использующих спиновую степень свободы. Предложены принципы устройства генератора поляризованного излучения – спинового светодиода. В его основе лежит гетероструктура, содержащая квантовую яму InGaAs/GaAs (люминесцирующий слой) и ферромагнитный слой GaMnAs. Установлено, что линия излучения квантовой ямы расщеплена на две циркулярно-поляризованные компоненты, что открывает новые возможности кодирования и передачи информации в волоконно-оптических линиях передачи данных методами поляризационной модуляции. Циркулярная поляризация фотолюминесценции из квантовой ямы InGaAs/GaAs вызвана намагниченностью близкого ферромагнитного слоя GaMnAs.
Об авторе
А. И. Дмитриев
Российский университет транспорта (МИИТ)
Россия
Россия
кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра информационно-математических технологий и информационного права,
127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр.9
Список литературы
1. Николаев С. Н., Аронзон Б. А., Рыльков В. В., Тугушев В. В., Демидов Е. С., Левчук С. А., Лес- ников В. П., Подольский В. В., Гареев Р. Р. Аномальный эффект Холла в Si пленках, сильно ле- гированных Mn // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2009. – Т. 89. – № 12. – С. 707-712.
2. Дмитриев А. И., Моргунов Р. Б., Казакова О. Л., Танимото И. Спин-волновой резонанс в пленках Ge1-xMnx, обладающих перколяционным ферромагнетизмом // Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2009. – Т. 135. – № 5. – С. 1134-1141.
3. Моргунов Р. Б., Дмитриев А. И., Tanimoto Y., Кленина И. Б. Магнитный резонанс в нанопрово- локах Ge0.99Mn0.01 // Физика твердого тела. – 2007. – Т. 49. – № 2. – С. 285-290.
4. Моргунов Р. Б., Дмитриев А. И., Tanimoto Y., Kulkarni J. S. Спиновая динамика в ориентирован- ных ферромагнитных нанопроволоках Ge0.99Co0.01 // Физика твердого тела. – 2008. – Т. 50. – № 6. – С. 1058-1063.
5. Дмитриев А. И., Таланцев А. Д., Зайцев С. В., Данилов Ю. А., Дорохин М. В., Звонков Б. Н., Ко- плак О. В., Моргунов Р. Б. Фотолюминесцентный отклик квантовой ямы на изменение магнит- ного поля δ-слоя Mn в гетероструктурах InGaAs/GaAs // Журнал экспериментальной и теорети- ческой физики. – 2011. – Т. 140. – № 1. – С. 158-169.
6. Зайцев С. В., Дорохин М. В., Бричкин А. С., Вихрова О. В., Данилов Ю. А., Звонков Б. Н., Кула- ковский В. Д. Ферромагнитное воздействие δ--слоя в GaAs барьере на спиновую поляри- зацию носителей в InGaAs/GaAs квантовой яме // Письма в Журнал экспериментальной и теоре- тической физики.– 2009. – Т. 90. – № 10. – С. 730-735.
7. Аронзон Б. А., Грановский А. Б., Давыдов А. Б., Данилов Ю. А., Звонков Б. Н., Рыльков В. В., Ускова Е. А. Свойства InGaAs/GaAs квантовых ям с δ-легированным слоем в GaAs // Физика твердого тела. – 2007. – Т. 49. – № 1. – С. 165-171.
8. Дорохин М. В., Данилов Ю.А. Измерение поляризационных характеристик излучения наногете- роструктур: учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверси- тет, 2011.
9. Вихрова О. В., Данилов Ю. А., Дроздов Ю. Н., Звонков Б. Н., Iikawa F., Brasil M. J. S. P. Свойства квантово-размерных структур GaAs/InGaAs, содержащих δ-легированные слои // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2007. – № 2. – С. 9-12.
10. Вихрова О. В., Данилов Ю. А., Дорохин М. В., Звонков Б. Н., Калентьева И. Л., Кудрин А. В. Ферромагнетизм в GaAs структурах с дельта-легированным Mn слоем // Письма в Журнал экс- периментальной и теоретической физики.– 2009. – Т. 35. – № 14. – С. 8-17.
11. Holub M., Bhattacharya P. Spin-polarized light-emitting diodes and lasers // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2007. – V. 40. – N 2. – P. R179-R203.
12. Sperl M., Singh A., Wurstbauer U., Das S. K., Sharma A., Hirmer M., Nolting W., Back C. H., Wegscheider W., Bayreuther G. Spin-wave excitations and low-temperature magnetization in the dilute magnetic semiconductor (Ga,Mn)As // Phys. Rev. B. – 2008. – V. 77. – N 12. – P. 125212-1-7.
13. Goennenwein S. T. B., Graf T., Wassner T. Brandt M. S., Stutzmann M., Philipp J. B., Gross R., Krieger M., Zürn K., Ziemann P., Koeder A., Frank S., Schoch W., Waag A. Spin wave resonance in Ga1- xMnxAs // Appl. Phys. Lett. – 2003. – V. 82. – N 5. – P. 730-732
14. Macdonald A. H., Schiffer P., Samarth N. Ferromagnetic semiconductors: moving beyond (Ga,Mn)As // Nature materials. – 2005. – V. 4. – N 3. – P. 195-202.
15. Ohno H., Matsukura F. A ferromagnetic III-V semiconductor: (Ga,Mn)As // Solid State Commun. – 2001. – V. 117. – N 3. – P. 179-186.
16. Edmonds K. W., Boguslawski P., Wang K. Y., Campion R. P., Novikov S. N., Farley N. R. S., Gallagher B. L., Foxon C. T., Sawicki M., Dietl T., Nardelli M. B., Bernholc J. Mn Interstitial Diffusion in (Ga,Mn)As // Phys. Rev. Lett. – 2004. – V. 92. – N 3. – P. 037201-1-4.
17. Govorov A. O., Kalameitsev A. V. Optical properties of a semiconductor quantum dot with a single magnetic impurity: photoinduced spin orientation // Phys. Rev. B. – 2005. – V. 71. – N 3. – P. 035338- 1-5.
18. Hendorfer G., Schneider J. G-factor and effective mass anisotropies in pseudomorphic strained layers // Sem. Sci. Technol. – 1991. – V. 6. – N 7. – P. 595-601.
Рецензия
При поддержке: Ю.А. Данилов, М.В. Дорохин (НИФТИ ННГУ им. Н.И. Лобачевского); С.В. Зайцев (ИФТТ РАН); В.П. Соловьев (МИИТ); грант Российского фонда фундаментальных исследований № 16-07-00863а и грантом Президента РФ
Для цитирования:
Дмитриев А.И. ФИЗИЧЕСКОЕ КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ СПИНОВЫХ УСТРОЙСТВ. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017;44(2):46-54. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-2-46-54
For citation:
Dmitriev A.I. POWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL MECHANICAL ENGINEERING PHYSICAL DATA CODING USING POLARISING SPIN DEVICES. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2017;44(2):46-54. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-2-46-54
Просмотров: 477
Послать статью по эл. почте 
