Акцепторный центр Mn-=SUB=-Ga-=/SUB=- в GaAs ( О б з о р )

Abstract

Описана модель акцептора Mn Ga в GaAs, в которой Ŵ 8 исходное основное состояние связанной дырки изменяется из-за антиферромагнитного обменного взаимодействия с пятью 3d-электронами остова Mn. Рассмотрены энергетический спектр акцептора и волновые функции его состояний, а также их изменение под влиянием деформаций, электрических и магнитных полей. Приведены выражения для описания различных свойств изолированных акцепторов Mn Ga в GaAs, и проанализированы данные ряда экспериментов (изменение спектров и поляризации люминесценции и поглощения Mn 0 Ga при одноосных давлениях и в магнитном поле, спектры ЭПР, температурная зависимость магнитной восприимчивости, циркулярная поляризация фотолюминесценции при возбуждении поляризованным светом в магнитном поле и др.). Продемонстрировано, что в некоторых случаях необходимо учитывать существование в кристалле случайных электрических и деформационных полей, расщепляющих состояния акцептора. Результаты этого анализа показывают, что указанная модель хорошо согласуется c большинством экспериментальных результатов. Величина константы обменного взаимодействия лежит в диапазоне 3−5 meV.Работа была частично поддержана проектом РНФ 14-42-00015 (выполнение теоретических расчетов и оценок) и Программой Президиума РАН № 9 " Терацерцовая оптоэлектроника и спинтроника".

Высокочастотная ЭПР-спектроскопия парамагнитных центров марганца в кристаллах GaAs : Mn

“…Ga плюс мелкая дырка образуется в результате изотропного обменного взаимодействия между электронами 3d 5 -оболочки иона Mn 2+ Ga (S = 5/2) и спинами делокализованной дырки (J = 3/2). В результате образуется мелкий акцептор с глубиной уровня порядка 0.1 eV [6][7][8][9].…”

“…В результате по правилу сложения моментов F = S + J (F = 1, 2, 3, 4), где в соответствие с правилом интервалов Ландэ E F−(F−1) = cF, то есть, интервалы между уровнями в нулевом магнитном поле равны соответственно 2c, 5c (2c + 3c), 9c (2c + 3c + 4c), начиная с нижнего уровня. Таким образом, основное состояние F = 1 получается, если предположить антиферромагнитную связь дырки с акцепторным ядром 3d 5 векторы состояния F = 1 в базисе |M S , M J вычисляются как [6,9].…”

“…Прямозонный полупроводник GaAs с шириной запрещенной 1.43 eV является основным материалом в оптоэлектронике для использования в оптической связи, при этом, как электронные устройства, так и оптические излучатели работают при комнатной температуре. В GaAs : Mn реализуются несколько типов парамагнитных центров марганца, при этом центральное место занимает необычная система в виде иона Mn 2+ , замещающего Ga, и являющегося акцептором Mn 2+ Ga (A − ), который связан изотропным обменным взаимодействием с делокализованной дыркой с мелкими уровнями [6][7][8][9]. В результате создается мелкий акцептор, в котором магнитный ион непосредственно связан с электрически активным акцептором (см.…”

“…В результате создается мелкий акцептор, в котором магнитный ион непосредственно связан с электрически активным акцептором (см. обзор [9]).…”