Magneto-optical study of semimagnetic semiconductor Cd1-xMnxTe and its application to the study of intermediate-state flux pattern of type-I superconductor thin films
Résumé
Photoluminescence of semimagnetic semiconductor Cd0.8Mn0.2Te was studied as a function of temperature, magnetic field, excitation power, and excitation energy in a single crystal. The lineshape analysis shows that the photoluminescence under band-to-band excitation contains two components: exciton magnetic polaron and acceptor-bound exciton magnetic polaron. The exchange integral for a hole bound to a deep acceptor is found equal to 0.35 meV. Anti-Stokes photoluminescence is observed with low excitation energy and ascribed to a two-step absorption process. The photoluminescence properties are explained by taking into account reabsorption processes. Semimagnetic quantum wells are used to image the magnetic flux pattern in type I superconductor thin films. Whereas the growth of flux lamellae follows theoretical predictions, the growth of flux tubes is found to be impeded. Flux tube mean diameter is found to be solely determined by the interface energy and the self-magnetic energy.
La photoluminescence d'un monocristal de semiconducteur semignétique Cd0.8Mn0.2Te est étudiée en fonction de la température, du champ magnétique, de la puissance et de l'énergie d'excitation. L'analyse de la forme de raie montre que la luminescence sous excitation bande-à-bande contient deux composantes: le polaron magnétique de l'exciton et de l'exciton lié à un accepteur neutre. On déduit une intégrale d'échange de 0.35 eV pour le trou lié à un accepteur profond. La luminescence anti-Stokes observée sous excitation à basse énergie est attribuée à un processus d'absorption à deux étapes. Ses propriétés s'expliquent grâce à la réabsorption. Les puits quantiques semimagnétiques sont utilisés pour l'imagerie du flux magnétique dans des films supraconducteurs de type I. Alors que la croissance des lamelles de flux obéit aux prédictions théoriques, celle des tubes de flux est bloquée. Le diamètre moyen des tubes de flux est déterminé par l'énergie d'interface et la self-énergie magnétique.