1.Введение 3
2. Магнитные свойства разбавленных магнитных полупроводников 4
Парамагнетизм 5
Антиферромагнетизм 6
Спиновое стекло 8
3. Оптические и магнитооптические свойства объемных разбавленных магнитных полупроводников 10
Спектры экситонного отражения и люминесценции 11
Магнитооптический эффект Фарадея на РМП 16
4. Оптические и магнитные свойства структур с пониженной размерностью, содержащих разбавленные магнитные полупроводники 19
Магнитооптические свойства КЯ на основе РМП 23
Зависимость магнитных свойств гетероструктур в РМП от реального строения интерфейсов 25
Перенос энергии в структурах пониженной размерности на основе РМП 26
5. Список литературы 27
Твердым раствором (ТР)называется кристалл, в узлах решетки которого атомы одного элемента частично замещены атомами другого элемента (ТР замещения).
Примеры твердых растворов группы II-VIс магнитной компонентой (РМП – разбавленный магнитный полупроводник): Cd_(1-x) Mn_x Te, Zn_(1-x) Mn_x Te, Cd_(1-x) Mn_x Se, Cd_(1-x) Mn_x S, Zn_(1-x) Mn_x Se, Zn_(1-x) Mn_x S.На месте марганца могут стоять и другие атомы с не полностью занятой электронами внутренней оболочкой (ненулевой магнитный момент), например, атом группы лантана(Zn_(1-x) Eu_x Se)[4]. Марганец предпочтителен из тех соображений, что он имеет максимальный для 3d-оболочкимагнитный момент (5/2), кроме того на его основе получаются РМП хорошего качества в широком диапазоне относительных концентраций. На рис. 1 схематически представлена зависимость среднего расстояния между катионами от концентрации магнитной компоненты [1].
Рис. 1. Среднее расстояние между катионами (нм) в ТР в зависимости от концентрации марганца x_Mn (в скобках указан тип решетки: W–вюрцита, ZB–цинковой обманки).
Из рис. 1 видно, что тип решетки ТР может изменяться в зависимости от концентрации марганца. Сплошная линия – ТР хорошего качества. Пунктир – экстраполяция (при этих концентрациях хороший ТР не образуется). Когда тип решетки не изменяется, РМП может существовать при больших концентрациях магнитной примеси, вплоть до 0,86.
1. O. Goede, W. Heimbrodt.Optical Properties of (Zn, Mn) and (Cd, Mn) Chalcogenide Mixed Crystals and Superlattices // Phys. stat. sol. (b) B 146, 11 (1988) (review article)
2. J. K. Furdyna. Deluted magnetic semiconductors // J. Appl. Phys. 64, R29 (1988) (review article)
3. В. Ф. Агекян, Н. Г. Философов. Разбавленные магнитные полупроводники: Магнитные и оптические свойства: Учебное пособие. СПб.: 2014. – 58с.
4. B.T. Jonker, L.D. Peterson, and J.J. Krebs. Growth and characterization of a new diluted magnetic semiconductor, Zn_(1-x) Eu_x Se // J. Appl. Phys. 73 (10) (1993).
5. Б. П. Захарченя, Ю. Г. Кусраев. Оптическое проявление спин-стекольных свойств полумагнитных полупроводников // ПисьмавЖЭТФ, 50, 199 (1989).
6. R. L. Aggarwal, S. N. Jasperson, P. Becla, R. R. Galazka. Optical determination of the antiferromagnetic exchange constant between nearest-neighbor Mn^(2+) ions in Cd_0.95 Mn_0.05 Te // Phys.Rev. B32, (1985)
7. A. I. Savchuk, V.I. Fediv, P.I. Nikitin, A. Perrone, O.M. Tatzenko, V.V. Platonov. High-field Faraday rotation in II–VI-based semimagnetic semiconductors // Journal of Crystal Growth 184/185 (1998) 988-991
8. L.H. Bai, Z.H. Chen, F.Z. Wang, S.H. Huang, L.X. Sun, Y.N. Zhang, H. Xiong, I. Sounma, A. Murayama, Y. Oka, S.C. Shen. Magneto-photoluminescence spectroscopy of ZnMnTe/ZnMgTe spin superlattice // Journal of Luminescence 119-120 541-545(2006)
9. U. Zehnder, D. R. Yakovlev, W. Ossau, A. Waag, G. Landwehr, T. Wojtowicz, G. Karczewski, and J. Kossult, Investigation of the spin-glass transition in semimagnetic quantum wells based on (Cd, Mn)Te be means of spectroscopy// ActaPhysicaPolonica A 92, p. 1075-1078 (1997)
10. M. Nawrocki, Yu. G. Rubo, J. P. Lascaray, and D. Coquillat. Suppression of the Auger recombination due to spin polarization of excess carriers and Mn^(2+)ions in the semimagnetic semiconductor Cd_0.95 Mn_0.05 S // Phys. Rev. B 52, R2241 (1995)
11. K. Shibata, E. Nakayama, I. Souma, A. Murayama, and Y. Oka, Exciton Recombination Processes in Cd_(1-x) Mn_x Se/ZnSe Quantum Dots under Magnetic Fields // phys. stat. sol. (b) 229, No. 1, 473-476 (2002)