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Anomaler Halleffekt zeitaufgelöst

27.11.2017

Ultraschnelle anomale Hallströme, die optisch in einem Halbleiter induziert wurden, konnten erstmals mit einer Subpikosekunden-Zeitauflösung detektiert werden.

 

 

Der anomale Halleffekt und der Spin-Halleffekt sind wichtige Werkzeuge für die Erzeugung, Kontrolle und Detektion von Spinströmen und spinpolarisierten Strömen in Festkörpern und damit wichtig für zukünftige spintronische Anwendungen.

Trotz vielfältiger Studien zu diesen Effekten sind deren ultraschnelle dynamische Eigenschaften noch nicht gut verstanden. In der PTB wurden ultraschnelle anomale Hallströme in einem Halbleiter, der einem magnetischen Feld ausgesetzt war, durch optische Anregung des Halbleiters mit einem Femtosekundenlaser induziert. Die Dynamik der Ströme konnte dabei durch Untersuchung der vom Halbleiter ausgestrahlten Terahertzstrahlung untersucht werden.

Die Arbeiten ermöglichen ein besseres Verständnis der mikroskopischen Ursachen der anomalen Hallströme und könnten damit für zukünftige ultraschnelle spintronische Anwendungen, die auf solchen Strömen basieren, wichtig sein. 

 

Wissenschaftliche Veröffentlichung:
C. B. Schmidt, S. Priyadarshi, and M. Bieler, "Sub-picosecond temporal resolution of anomalous Hall currents in GaAs," Scientific Reports 7, 11241 (2017).