III-V族希薄磁性半導体の電子状態と磁性

III-V族稀磁半导体的电子态和磁性

基本信息

批准号：
10138210
负责人：
赤井久純
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(In_<l-x-y-z>Mn↑_xMn↓_yX_z)As,(Ga_<l-x-y-z>Mn↑_xMn↓_yX_z)As混晶,および(In_<l-x-y>Mn↑_xMn↓_y)As/(Al_<l-z>Be_z)Sb,超格子の電子状態をKKR-CPA法および密度汎関数法の局所近似にもとづいて第一原理的に計算した.ここでMn↑とMn↓はそれぞれ磁化にたいして平行および反平行な局所磁気モーメントを持ったマンガン原子,XはAsまたはSnでIII族位置に入ったV族不純物原子である.(In,Mn)Asや(Ga,Mn)AsではMnはアクセプタとなりp型伝導を示すがドナー不純物によって補償される.(In,Mn)As/(AI,Be)SbではBeはアクセプタ不純物となる.いずれも不純物濃度zを変えることによってキャリア濃度を調整することができる.キャリア濃度の高いところかで系は強磁性を示す.キャリア濃度の低いところでスピングラスの生じる可能性を調べるために,上向きモーメント,下向きモーメントを持つMn原子が不規則に合金を作る場合め計算も行い以下の結論を得た.● (In,Mn)As,(Ga,Mn)Asではzの小さいところでキャリア濃度は高く,強磁性が安定である.zの増加とともにキャリア濃度は減少し,dホールが消失するあたりで,スピンダラス相がより安定になる.●(In,Mn)As/(AI,Be)Sbではz=0ですでにInAs層のキャリア濃度は低くスピングラスが安定である.zの増加とともに,キャリア注入がInAs層に起こり,強磁性が安定化される.このような安定化はすでにz=0.02程度の低濃度で起こる.●強磁性が生じるメカニズムは二重交換相互作用の一形態であるといえる.d状態の多重散乱から起こるものであり,RKKY相互作用とは定性的に違った振る舞いを与える.●キャリア濃度の低いところでスピングラス相が安定化する理由は二重交換相互作用が禁止される結果,超交換相互作用のみがMn間の磁気的相互作用として残るためである.●これらのことは,実験的に得られている.(In,Mn)As,(Ga,Mn)Asおよび(In,Mn)As/AlSbヘテロ界面のキャリア誘起強磁性の現象とよく符合している.

AS的电子状态（ga_ <l-x-y-z> mn↑_xmn↓_yx_z）AS（ga_ <l-x-y-z> mn↑_xmn留命原理是根据KKR-CPA方法的局部近似值和密度函数方法计算的。其中Mn↑和Mn↓是锰原子，其局部磁矩分别与磁化值平行和反平行，X是进入III位置的AS或SN中的V组杂质原子。在Mn）AS和（GA，MN）AS中，MN是一个受体，表现出P型传导，但受捐赠者杂质的补偿。在（Mn）为/（ai，Be）sb中，是一种受体杂质。在这两种情况下，都可以通过改变杂质浓度z来调整载体浓度。该系统在高载体浓度下表现出铁磁特性。为了研究在低载体浓度下发生的自旋玻璃的可能性，当Mn原子向上和向下矩形成不规则合金并得出以下结论时，进行了计算。在（in Mn）AS和（GA，MN）AS中，载体浓度在较小的z水平上很高，而铁磁势稳定。 As z level increases, the carrier concentration decreases, and when the d-hole is disappearing, the spin-dallas phase becomes more stable.●(In,Mn)As/(AI,Be)Sb level is already low at z level, and the spin-glass is stable.As z level increases, carrier injection occurs in the InAs layer, and the ferromagnetism is stabilized.This stabilization occurs already at a low concentration of Z = 0.02。●产生了铁磁性的机制。可以说是一种双重交换相互作用的形式。它来自d状态的多个散射，并在质量上与rkky的互动具有不同的行为。●●spinglass相在低载载浓度下稳定的原因是禁止双重交换相互作用，只有超级交换才能与MN之间的磁性相匹配。（MN）AS，（GA，MN）AS和（MN）AS/ALSB HeteroInterfaces的铁磁性。