摘要：氮化物半导体异质结构中具有高浓度、高迁移率的二维电子气(2DEG)，以及电场可控的自旋轨道耦合，可用于发展半导体自旋电子器件。目前2DEG自旋弛豫时间的调控、自旋电学注入、自旋场效应晶体管器件研制仍然面临很大的困难和挑战。我们通过时间分辨克尔光谱，揭示了AlGaN/GaN异质结构中2DEG的自旋弛豫性质。由于异质界面极化电场诱导的较强的Rashba自旋轨道耦合，2DEG具有较快的自旋弛豫时间。通过量子阱的结构设计减小了总的自旋轨道耦合强度，获得的室温自旋弛豫时间达到311ps；观测到量子阱中自旋弛豫时间随外加单轴应力迅速减小，确认了极化电场对自旋弛豫过程的调控作用。通过自旋极化的光生载流子转移实现了2DEG的自旋极化，光生载流子诱导极化场的屏蔽提高自旋弛豫时间。采用超薄的AlN层同时作为限制2DEG的势垒层和自旋注入的隧穿层，在AlN/GaN异质结构上直接生长铁磁金属形成自旋隧穿结构，观测到自旋注入的Hanle效应，实现了氮化物半导体异质结构中2DEG自旋的电学注入，为宽禁带半导体自旋场效应晶体管研制奠定了基础。

报告人简介：唐宁，北京大学博雅特聘教授。南京大学物理系本科，北京大学物理学院博士，主要从事宽禁带半导体物理和器件研究，迄今在Science Advances、Nano Letters、AFM、APL、PRB等杂志发表文章100多篇，出版专著2部。获基金委优青、杰青，入选国家级高层次人才，两次担任国家重点研发计划重点专项项目首席。