We report on a highly polarized emission from InGaAs/GaAs-quantum well light-emitting diodes in which we inject spin-polarized electrons from an Fe/Schottky contact. The emission spectra consist of the e1h1 free exciton (FX) and a feature 12 meV below FX attributed to band-to-band (BB) recombination. The FX exhibits a maximum circular polarization of 22%, with a magnetic-field dependence characteristic of spin injection from Fe. The BB emission on the other hand exhibits a polarization that is strongly bias and temperature dependent, with intriguing magnetic-field dependence: The polarization exhibits a maximum of 78% at 2.5 T and 2 K, then decreases linearly with field and reaches −78% at 7 T, attributed to magnetic-field dependent spin relaxation in the presence of excess electrons.

1.
Y.
Ohno
,
D. K.
Young
,
B.
Beschoten
,
F.
Matsukura
,
H.
Ohno
, and
D. D.
Awschalom
,
Nature
402
,
790
(
1999
).
2.
R.
Fiederling
,
M.
Keim
,
G.
Reuscher
,
W.
Ossau
,
G.
Schmidt
,
A.
Waag
, and
L. W.
Molenkamp
,
Nature
402
,
787
(
1999
).
3.
B. T.
Jonker
,
Proc. IEEE
91
,
727
(
2003
).
4.
G.
Kioseoglou
and
A.
Petrou
,
J. Low Temp. Phys.
169
,
324
(
2012
).
5.
A. T.
Hanbicki
,
B. T.
Jonker
,
G.
Itskos
,
G.
Kioseoglou
, and
A.
Petrou
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
1240
(
2002
).
6.
A. T.
Hanbicki
,
O. M. J.
van't Erve
,
R.
Magno
,
G.
Kioseoglou
,
C. H.
Li
, and
B. T.
Jonker
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
4092
(
2003
).
7.
C. H.
Li
,
G.
Kioseoglou
,
A. T.
Hanbicki
,
R.
Goswami
,
C. S.
Hellberg
,
B. T.
Jonker
,
M.
Yasar
, and
A.
Petrou
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
262504
(
2007
).
8.
C. H.
Li
,
G.
Kioseoglou
,
O. M. J.
van ‘t Erve
,
A. T.
Hanbicki
,
B. T.
Jonker
,
R.
Mallory
,
M.
Yasar
, and
A.
Petrou
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
1544
(
2004
).
9.
C.
Adelmann
,
X.
Lou
,
J.
Strand
,
C. J.
Palmstrom
, and
P. A.
Crowell
,
Phys. Rev. B
71
,
121301
(
2005
).
10.
V. F.
Motsnyi
,
J.
De Boeck
,
J.
Das
,
W.
Van Roy
,
G.
Borghs
,
E.
Goovaerts
, and
V. I.
Safarov
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
265
(
2002
).
11.
X.
Jiang
,
R.
Wang
,
R. M.
Shelby
,
R. M.
Macfarlane
,
S. R.
Bank
,
J. S.
Harris
, and
S. S. P.
Parkin
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
056601
(
2005
).
12.
S. A.
Crooker
,
M.
Furis
,
X.
Lou
,
C.
Adelmann
,
D. L.
Smith
,
C. J.
Palmstrom
, and
P. A.
Crowell
,
Science
309
,
2191
(
2005
).
13.
S. A.
Crooker
and
D. L.
Smith
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
236601
(
2005
).
14.
X. H.
Lou
,
C.
Adelmann
,
S. A.
Crooker
,
E. S.
Garlid
,
J.
Zhang
,
K. S. M.
Reddy
,
S. D.
Flexner
,
C. J.
Palmstrom
, and
P. A.
Crowell
,
Nat. Phys.
3
,
197
(
2007
).
15.
X.
Lou
,
C.
Adelmann
,
M.
Furis
,
S. A.
Crooker
,
C. J.
Palmstrom
, and
P. A.
Crowell
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
176603
(
2006
).
16.
J. M.
Kikkawa
,
I. P.
Smorchkova
,
N.
Samarth
, and
D. D.
Awschalom
,
Science
277
,
1284
(
1997
).
17.
J.
Urdanivia
,
F.
Iikawa
,
M. Z.
Maialle
,
J. A.
Brum
,
P.
Hawrylak
, and
Z.
Wasilewski
,
Phys. Rev. B
65
,
115336
(
2002
).
18.
C. H.
Li
,
G.
Kioseoglou
,
O. M. J.
van't Erve
,
M. E.
Ware
,
D.
Gammon
,
R. M.
Stroud
,
B. T.
Jonker
,
R.
Mallory
,
M.
Yasar
, and
A.
Petrou
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
132503
(
2005
).
19.
G.
Kioseoglou
,
M.
Yasar
,
C. H.
Li
,
M.
Korkusinski
,
M.
Diaz-Avila
,
A. T.
Hanbicki
,
P.
Hawrylak
,
A.
Petrou
, and
B. T.
Jonker
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
227203
(
2008
).
20.
D.
Gekhtman
,
E.
Cohen
,
A.
Ron
, and
L. N.
Pfeiffer
,
Phys. Rev. B
54
,
10320
(
1996
).
21.
P.
Hawrylak
,
Phys. Rev. B
44
,
3821
(
1991
).
22.
P.
Hawrylak
and
M.
Potemski
,
Phys. Rev. B
56
,
12386
(
1997
).
23.
P.
Hawrylak
,
F. J.
Teran
,
M.
Potemski
, and
G.
Karczewski
,
Physica E
12
,
495
(
2002
).
24.
O. M. J.
van't Erve
,
G.
Kioseoglou
,
A. T.
Hanbicki
,
C. H.
Li
,
B. T.
Jonker
,
R.
Mallory
,
M.
Yasar
, and
A.
Petrou
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
4334
(
2004
).
25.
G.
Kioseoglou
,
A. T.
Hanbicki
,
B. T.
Jonker
, and
A.
Petrou
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
122503
(
2005
).
26.
S.
Dickmann
and
P.
Hawrylak
,
JETP Lett.
77
,
30
(
2003
).
27.
M.
Florescu
,
S.
Dickman
,
M.
Ciorga
,
A.
Sachrajda
, and
P.
Hawrylak
,
Physica E
22
,
414
(
2004
).
28.
M.
Florescu
and
P.
Hawrylak
,
Phys. Rev. B
73
,
045304
(
2006
).
29.
J. I.
Climente
,
A.
Bertoni
,
G.
Goldoni
,
M.
Rontani
, and
E.
Molinari
,
Phys. Rev. B
76
,
085305
(
2007
).
30.
S.
Dickmann
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
206804
(
2004
).
31.
F. D. M.
Haldane
,
Phys. Rev. Lett.
51
,
605
(
1983
).
32.
M.
Byszewski
,
B.
Chwalisz
,
D. K.
Maude
,
M. L.
Sadowski
,
M.
Potemski
,
T.
Saku
,
Y.
Hirayama
,
S.
Studenikin
,
D. G.
Austing
,
A. S.
Sachrajda
, and
P.
Hawrylak
,
Nat. Phys.
2
,
239
(
2006
).
33.
A.
Wojs
and
J. J.
Quinn
,
Phys. Rev. B
63
,
045303
(
2000
).
You do not currently have access to this content.