Dans le GaAs p+ sous pompage optique, on applique une technique d’imagerie de luminescence polarisée à l’étude des modifications des distributions spatiales des photoélectrons, phototrous et des spins électroniques induites par un champ électrique. A faible intensité de pompage, l’application d’un champ électrique fait apparaître une queue de densité de charge et de spin liée à la dérive des électrons. Cette queue disparaît lorsque l’on augmente l’intensité de pompage car une faible différence de dérive entre les photoélectrons et les phototrous générerait un fort champ électrique interne. Les photoélectrons et les phototrous sont donc très peu séparés spatialement, de telle manière que les trous dérivent dans la même direction que les électrons et donc ont une mobilité effective négative. En revanche, à champ électrique nul et pour le même échantillon, on n’observe aucun effet ambipolaire diffusif.
F. Cadiz,1 D. Paget,1 A. C. H. Rowe,1 L. Martinelli,1 and S. Arscott2
1Physique de la Matière Condens-ee, Ecole Polytechnique, CNRS, 91128 Palaiseau, France
2Institut d’Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN), Universit-é de Lille, CNRS,
Avenue Poincaré, Cit-é Scientifique, 59652 Villeneuve d’Ascq, France
Absence of carrier separation in ambipolar charge and spin drift in p+-GaAs :
The electric field-induced modifications of the spatial distribution of photoelectrons, photoholes, and electronic spins in optically pumped p + GaAs are investigated using a polarized luminescence imaging microscopy. At low pump intensity, application of an electric field reveals the tail of charge and spin density of drifting electrons. These tails disappear when the pump intensity is increased since a slight differential drift of photoelectrons and photoholes causes the buildup of a strong internal electric field. Spatial separation of photoholes and photoelectrons is very weak so that photoholes drift in the same direction as photoelectrons, thus exhibiting a negative effective mobility. In contrast, for a zero electric field, no significant ambipolar diffusive effects are found in the same sample.
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