La résonance magnétique détectée électriquement ( EDMR ) est une technique de caractérisation des matériaux qui améliore la résonance de spin électronique. Il s'agit de mesurer le changement de résistance électrique d'un échantillon lorsqu'il est exposé à certaines fréquences micro-ondes. Il peut être utilisé pour identifier de très petits nombres (jusqu'à quelques centaines d'atomes) d'impuretés dans les semi-conducteurs.
Aperçu de la technique droite|cadre| Un aperçu de la structure de bande (niveau d'énergie) du mécanisme EDMR. Une impureté donneuse (P) se trouve juste en dessous de la bande de conduction (C). Un accepteur (R) se trouve entre le donneur et la bande de valence et fournit une voie de recombinaison pour que l'électron donneur (petit cercle bleu) se recombine avec un trou dans la bande de valence (V). Un photon (γ) d'une fréquence spécifique peut retourner des spins contre le champ magnétique (B). Pour effectuer une expérience EDMR pulsée, le système est d'abord initialisé en le plaçant dans un champ magnétique. Ceci oriente les spins des électrons occupant le donneur et l'accepteur dans la direction du champ magnétique. Pour étudier le donneur, on applique une impulsion micro-onde ("γ" dans le schéma) à une fréquence de résonance du donneur. Cela inverse le spin de l'électron sur le donneur. L'électron donneur peut alors se désintégrer à l'état d'énergie de l'accepteur (il était interdit de le faire avant qu'il ne soit retourné en raison du principe d'exclusion de Pauli) et de là à la bande de valence, où il se recombine avec un trou. Avec plus de recombinaison, il y aura moins d'électrons de conduction dans la bande de conduction et une augmentation correspondante de la résistance, qui peut être directement mesurée. La lumière au-dessus de la bande interdite est utilisée tout au long de l'expérience pour s'assurer qu'il y a beaucoup d'électrons dans la bande de conduction.
En balayant la fréquence de l'impulsion micro-onde, nous pouvons trouver quelles fréquences résonnent, et avec la connaissance de la force du champ magnétique, nous pouvons identifier les niveaux d'énergie du donneur à partir de la fréquence de résonance et de la connaissance de l'effet Zeeman. Les niveaux d'énergie du donneur agissent comme une « empreinte digitale » par laquelle nous pouvons identifier le donneur et son environnement électronique local. En modifiant légèrement la fréquence, nous pouvons étudier l'accepteur à la place.
Développements récents L'EDMR a été testé sur un seul électron d'une boîte quantique. Des mesures de moins de 100 donneurs et des analyses théoriques d'une telle mesure ont été publiées, s'appuyant sur le défaut d'interface P b pour agir comme accepteur.
Références
Catégorie:Spectroscopie Catégorie:Électronique quantique Catégorie:Pages avec des traductions non relues