Spatial structure of an individual Mn acceptor in GaAs
利用扫描隧道显微镜在室温下对束缚于GaAs中单个Mn受体的空穴的波函数进行了空间映射，观察到了各向异性的十字形结构.的空间结构进行了比较，从一个简单的功能，有效质量模型，并从紧束缚模型。这表明GaAs晶体的立方对称性引起的各向异性产生了空穴波函数的十字形。因此，由这种空穴介导的GaMnAs中Mn掺杂剂之间的耦合将是高度各向异性的。
2004-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Modulating the growth conditions: Si as an acceptor in (110) GaAs for high mobility p-type heterostructures
我们实施Si掺杂的（110）GaAs的金属层作为高迁移率p型异质结构中的调制掺杂，改变为单独的掺杂层的p生长条件。强自动补偿掺杂的特点是首先在散装样品，确定的金属-绝缘体的过渡密度和确认经典的跳跃导电绝缘制度。为了克服Si p型（110）生长所固有的不良形态，仅用在p型条件下生长的调制掺杂层来制造异质结构。这种异质结构在密度p=2.4x10^11 cm^-2时，空穴迁移率为1.75x10^2 cm ^2/Vs。我们确定的零场自旋分裂特性的p型异质结，但观察到一个显着的各向同性迁移率和持久的光电导不寻常的p-异质结生长使用其他掺杂技术。这种新的调制生长技术是特别相关的p型劈裂边缘过度生长和III-V族生长室，其中硅是唯一的掺杂剂。
2004-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic interactions of substitutional Mn pairs in GaAs
我们采用动力学交换紧束缚模型计算了GaAs中一对置换Mn原子的磁相互作用和各向异性能随其间距和方向的变化。我们发现，最积极稳定的配置通常是一个自旋铁磁排列沿矢量连接锰原子。铁磁配置的特点是分裂的最高未被占用的受体水平，这是可见的扫描隧道显微镜研究时，对接近表面，是强烈依赖于对取向。当Mn对沿对称方向取向时，受主劈裂最大，当Mn对沿<110>对称方向取向时，受主劈裂最小<100>。我们明确地表明，受体分裂是不是简单地涉及到有效的交换相互作用之间的Mn本地时刻。交换相互作用常数反而更直接地与所有杂质能级的分布宽度相关--被占据的和未被占据的。当Mn对位于（110）GaAs表面时，除了Mn对的最小分离外，受主分裂和有效交换相互作用都很小。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of substitutional Mn in (110) GaAs surface and subsurface layers
受最近的STM实验的启发，我们提出了一个理论研究的Mn诱导的受主能级的电子和磁性的GaAs（110）表面层或在表面以下的原子层之一，通过取代一个单一的Ga原子。我们采用动力学交换紧束缚模型，其中（110）面的弛豫被考虑在内。受主波函数在空间上具有很强的各向异性，其详细特征取决于Mn原子所在的亚层的深度。当Mn原子位于表面更下方时，与受主能级相关的（110）表面上的局域态密度（LDOS）对Mn磁矩的方向更敏感。我们表明，系统的总磁各向异性能量几乎完全是由于受主能级能量对Mn自旋取向的依赖性，并且这个量强烈依赖于Mn原子的深度。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and recombination dynamics of excitons and free electrons in p-type GaAs : effect of carrier density
利用时间分辨光致发光光谱研究了15 K时受主浓度NA = 1.5 × 10^（17）cm^（-3）的p型GaAs中载流子和自旋复合。在低光载流子浓度下，受体大多是中性的，并且光电子可以与结合到受体的空穴（e-A0线）复合或形成激子，激子大多被捕获在中性受体上，形成（A0 X）络合物。据发现，自旋寿命较短的电子，通过电子-A0过渡重组由于自旋弛豫产生的交换散射的自由电子与捕获或自由空穴，而自旋翻转过程是不太可能发生的，一旦电子与自由空穴形成的激子绑定到中性受体。激发功率的增加引起向其中双分子带间（b-b）发射由于电子-空穴库仑相互作用的屏蔽以及激子复合物和自由激子的电离而变得更有利的区域的交叉。然后，激子的形成不再是可能的，载流子复合寿命增加，自旋寿命被发现由于自由光空穴的快速自旋弛豫而随着浓度急剧降低。在这种高密度状态下，通过e-A0跃迁和通过b-b跃迁复合的电子具有相同的自旋弛豫时间。
2016-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Temperature stable 1.3 μm emission from GaAs
砷化镓在用于光源目的的光通信器件中具有出色的性能。为了实现GaAs发光与光纤传输窗口的匹配，采用了不同的方法。本文报道了在1.3 μm附近用热处理GaAs实现的准温度无关的光致发光。结果表明，1.3 μm发射是由VAs施主和X受主对引起的.研究了闪光灯退火对掺氮和锰半绝缘GaAs晶片中施主-受主对（DAP）形成的影响。通过控制掺杂和退火条件，可以很容易地调节DAP的浓度和1.3 μm发射。
2012-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Long-lived spin memory in Mn-doped GaAs: Time resolved study
利用时间分辨泵浦-探测和光致发光技术研究了磁性Mn受主掺杂p型GaAs中的电子自旋动力学。在横向磁场中的测量显示出20 ns的长自旋弛豫时间，其可以唯一地与电子相关。应用弱纵向磁场以上100 mT的自旋弛豫时间延长到微秒，这是解释抑制的比尔-阿罗诺夫-皮库斯自旋弛豫的Mn受体上的电子。
2009-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Calculation of near-field scanning optical images of exciton, charged excition and multiexciton wavefunctions in self-assembled InAs/GaAs quantum dots
用经验赝势方法计算了InAs/GaAs自组装量子点中激子波函数的近场扫描光学显微镜图像，并对多粒子效应进行了组态相互作用（CI）处理.我们给出了不同极化的中性激子$X^0$的波函数，并将它们与双激子$XX$和带电激子$X^+$和$X^-$的波函数进行了比较。我们进一步证明了在远场光致发光中被禁戒的激子$X(P_h \to S_e)$跃迁与近场光致发光中的$X(S_h \to S_e)$跃迁具有相当的强度。
2007-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy of singly Mn-doped InAs/GaAs quantum dots
本文报道了在纵向和垂直于光轴的磁场中，Mn单原子掺杂的InAs/GaAs量子点的显微光致发光谱。在这两种情况下，正三离子（X+）的光谱特征被发现分裂成强圆偏振分量，在垂直磁场中的效果非常令人惊讶。场致分裂归因于Mn杂质产生的中性受主复合物A0的横向塞曼分裂，而圆形光学选择规则则是由于p-d交换作为一个非常强的纵向磁场抑制量子点重空穴基态的横向场的自旋混合。自旋相互作用的理论模型，其中包括（i）的局部应变各向异性所经历的受主能级和（ii）的各向异性交换，由于偏离中心的Mn位置提供了一个非常好的协议与我们的观察。
2009-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orientation-dependent spatial structure of a magnetic acceptor state in a zincblende semiconductor
锌半导体中的磁性掺杂剂的自旋取向强烈地影响与掺杂剂结合的受体态的空间结构。受体态具有大致扁球形的形状，短轴与掺杂剂的芯自旋对准。对于GaAs中的Mn掺杂剂，当Mn自旋取向改变时，在远离掺杂剂8埃的位置处的局域态密度可以改变多达90%。局域态密度的这些变化可以通过扫描隧道显微镜来探测，以推断磁性掺杂剂的自旋取向。
2005-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetic properties of Mn and Fe impurities near GaAs (110) surface
结合密度泛函理论计算和微观紧束缚模型，我们从理论上研究了位于GaAs（110）面附近的单个替位过渡金属杂质（Mn和Fe）的电子和磁性.对于$[\rm Mn^{2+}]^0$+受体空穴（h）复合物的情况，明确包括杂质$d$ -电子的紧束缚模型的结果与将杂质自旋视为有效经典矢量的方法非常一致。对于铁的情况下，中性等电子$[\rm Fe^{3+}]^0$和电离的$[\rm Fe^{2+}]^-$状态是相关的地址扫描隧道显微镜（STM）实验，列入$d$ -轨道是必不可少的。我们发现，在间隙中的电子结构的Fe杂质是显着修改的表面效应。对于中性受主态$[{\rm Fe}^{2+}, h]^0$，磁各向异性对杂质子层的依赖性类似于$[{\rm Mn}^{2+}, h]^0$的情况。相比之下，对于$[{\rm Fe}^{3+}]^{0}$电子配置，磁各向异性表现不同，它是相当小的。对于这种状态，我们预测，它是可能的操纵Fe的时刻，例如，通过外部磁场，可检测的后果，在STM探测的状态的局部密度。
2014-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Calculation of impurity density and electron-spin relaxation times in p-type GaAs:Mn
磁性半导体由于其与自旋电子器件相关的各种功能而引起人们的兴趣。Mn作为A_3B_5半导体中的替代杂质不仅提供空穴，而且提供局域自旋。Mn原子以未补偿的磁矩弹射导致铁磁性质的出现。最合适的材料，其特征在于长期自旋动力学是n型GaAs。在p型GaAs中，电子的自旋弛豫时间通常要短得多。为了这项研究的目的，电子自旋弛豫时间在3D和2D p型GaAs进行了研究。杂质密度和磁受体电荷态的计算表明了材料的基本组成。电子的光学自旋取向的理论和实验数据的比较揭示了77 ns的最长自旋弛豫时间在2D GaAs：Mn，小于两倍的最佳时间在p型3D GaAs材料。
2019-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Radiative Recombination Spectra of Heavily p-Type delta-Doped Gaas/Alas MQWs
研究了重Be δ掺杂GaAs/AlAs多量子阱在室温和液氮温度下的光致发光（PL）特性。光生载流子复合的可能机制进行了讨论，特别侧重于激子和自由载流子-受体PL发射的莫特金属-绝缘体过渡下面和上面发生的特性。此外，基于一个简单的理论模型，它被发现，观察Mott转变的临界杂质浓度在MQW样品表现出15 nm的阱宽和5 nm厚的势垒层是约3 × 10 E12 cm-2。
2007-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Negative Fermi-level Pinning Effect of Metal/n-GaAs(001) Junction with Graphene Interlayer
结果表明，在金属/石墨烯/n-GaAs（001）结中，由于金属/石墨烯接触处电子波函数的重叠而形成的电偶极层，在GaAs表面低界面陷阱密度区域产生了负费米能级钉扎效应。石墨烯中间层起到扩散阻挡层的作用，防止界面处的原子混合并保持低界面陷阱密度区域。随着金属功函数的增加，肖特基势垒降低，从而支持了负费米能级钉扎效应。我们的工作表明，石墨烯中间层可以反转$high$和$low$之间的金属的有效功函数，使得可以在具有低表面态密度的半导体衬底上形成具有相同（特别是$high$功函数）金属电极的肖特基和欧姆接触。
2019-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
STM images of sub-surface Mn atoms in GaAs: evidence of hybridization of surface and impurity states
我们证明了亚表面Mn原子的扫描隧道显微镜（STM）图像是由杂质态与本征表面态的杂化形成的。它们不能用体杂质波函数成像来解释。使用低温装置获得的高原子分辨率的图像进行比较先进的，无参数的紧束缚模拟占两个屈曲（110）表面和真空电子特性。
2008-03-27 cond-mat.mtrl-sci
High Temperature Ferromagnetism in GaAs-based Heterostructures with Mn Delta Doping
我们表明，适当设计的磁性半导体异质结构组成的Mn δ掺杂GaAs和p型AlGaAs层，其中局部高浓度的磁矩的Mn原子可控重叠的二维空穴气体波函数，实现了显着高的铁磁转变温度（TC）。通过改变结构的生长顺序，随后进行低温退火，显著降低补偿Mn晶体，导致高达250 K的高TC。高TC的异质结表现出特殊的反常霍尔效应行为，其符号依赖于温度。
2005-03-17 cond-mat.mtrl-sci
On the importance of antimony for temporal evolution of emission from self-assembled (InGa)(AsSb)/GaAs quantum dots on GaP(001)
了解纳米结构的载流子动力学是开发和优化新型半导体纳米器件的关键。本文利用非共振能量和温度调制的时间分辨光致发光研究了（InGa）（AsSb）/GaAs/GaP量子点的光学性质和载流子动力学。研究这种材料系统是重要的，鉴于正在进行的实施，这样的量子点的纳米存储器件。我们的一组结构包含一个单一的量子点层，量子点过度生长的GaSb覆盖层，和单独的GaAs量子阱，分别。理论分析模型使我们能够辨别周围的发射能量为1.8 eV的GaAs量子阱和GaP衬底的共同的光谱特征。我们观察到I型发射与复合时间在2 ns和10 ns之间的量子点，向较低的能量增加。该分布表明动量直接和间接量子点跃迁共存。此外，基于相当大的可调谐性的点取决于Sb掺入，我们建议利用它们作为量子光子源嵌入在互补金属氧化物半导体（CMOS）平台，因为GaP几乎晶格匹配的Si。最后，我们的分析证实了性质的泵浦功率蓝移的发射起源于带电背景诱导的波函数拓扑结构的变化。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Electronic Wavefunction and interactions between quasi particles in Empirical Tight-Binding Theory
提出了一种在紧束缚形式下获得单电子波函数的方法。它基于Slater型轨道的线性组合，其屏蔽系数从紧束缚Hamilton的光学矩阵元中提取。在扩展基spds紧束缚模型中得到的锌-锗半导体的布洛赫函数与第一原理波函数吻合得很好。将此方法应用于电子-空穴交换相互作用的计算，得到了GaAs体材料激子精细结构的色散。除了半导体纳米结构，这项工作是从紧束缚理论中的后处理单粒子波函数建模多体效应的基本步骤。
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Atom-by-Atom Substitution of Mn in GaAs and Visualization of their Hole-Mediated Interactions
Mn掺杂GaAs中铁磁性的发现[1]激发了人们对基于电子自旋的半导体技术发展的兴趣，并导致了几种概念验证自旋电子器件[2-4]。（Ga，Mn）As或其他稀磁半导体的实际应用的主要障碍仍然是它们低于室温的铁磁转变温度。增强半导体中的铁磁性需要理解磁性掺杂剂（如Mn）之间相互作用的机制，并确定铁磁性相互作用最大化的情况[5]。在这里，我们报告使用一种新的原子原子取代技术与扫描隧道显微镜（STM）进行第一次控制原子尺度的研究隔离Mn受体介导的GaAs的电子态之间的相互作用。高分辨率STM测量用于可视化GaAs的电子状态，参与Mn-Mn相互作用和量化的相互作用强度作为相对位置和取向的函数。我们的实验结果，这可以解释使用紧束缚模型计算，揭示了强烈的依赖铁磁相互作用的晶体取向。这种各向异性的相互作用可以潜在地利用生长取向的Ga 1-xMnxAs结构，以提高铁磁转变温度超过随机掺杂的样品中实现的。我们的实验方法还提供了一种现实的方法来创建精确的安排单自旋耦合量子位的内存或信息处理的目的。
2006-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Trend of the magnetic anisotropy for individual Mn dopants near the (110) GaAs surface
本文用微观有限团簇紧束缚模型研究了（110）GaAs表面附近单个Mn杂质的磁各向异性能随团簇尺寸的变化趋势。我们的计算表明，在体GaAs中的Mn掺杂剂的各向异性能量被发现是非零的，在以前的紧束缚计算，是纯粹的有限尺寸效应，它消失的反簇尺寸。与此相反，我们发现，在无限大的集群大小的限制下，在间隙Mn受体能级的三个分裂收敛到一个有限的值。对于一个Mn在体GaAs的这一功能是有关的杂质和它的最近邻原子之间的耦合的平均场处理的性质。此外，我们计算的各向异性能量的子层的趋势，作为Mn掺杂剂是从表面移向集群的中心。与以前的计算相比，这里使用大的簇尺寸使我们能够将杂质定位在表面以下更深的子层中。特别是，我们表明，各向异性能增加到第五子层，然后随着杂质进一步远离表面，接近其体积值而减小。本研究提供了重要的洞察力，通过先进的扫描隧道显微镜技术在半导体表面的单个Mn掺杂剂的电子和磁性的实验控制和操纵。
2014-04-16 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature intrinsic ferromagnetism in heavily Fe-doped GaAs layers
本文研究了一种新型的高温GaAs：Fe稀磁半导体（DMS）薄膜，其平均Fe含量高达20 at. %在真空中使用脉冲激光沉积在（001）i-GaAs衬底上生长。透射电子显微镜（TEM）和能量色散X射线光谱研究表明，在180和200 C下获得的导电层是外延的，不含任何第二相夹杂物，但含有Fe富集的柱状区域重叠的微孪晶。在250 ℃下获得的非导电层的TEM研究揭示了嵌入的GaAs：Fe DMS的相干富Fe团簇。X射线光电子能谱学研究表明，Fe原子以几乎相等的概率与Ga和As原子形成化学键，从而Fe原子在Ga和As位置上的取代数量相当。所获得的导电GaAs：Fe层的n型导电性显然与GaAs带隙内Fe受主杂质带中的电子输运有关。一个滞后的负磁电阻观察到的导电层，直到室温。磁阻测量点的导电GaAs：Fe层的面外磁各向异性的柱状区域的存在有关。磁性圆二色性的研究证实，在180、200和250 ℃下获得的层是本征铁磁半导体，并且在200 ℃下获得的导电层的居里点可以达到至少室温。结果表明，重掺Fe的GaAs层的铁磁性与不同价态的Fe原子通过中间As和Ga原子进行Zener双交换有关。
2020-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The Crossover from Impurity to Valence Band in Diluted Magnetic Semiconductors: The Role of the Coulomb Attraction by Acceptor
在考虑载流子与磁性杂质之间的库仑吸引力的情况下，系统地研究了稀磁半导体（DMS）模型中杂质带（IB）与价带（VB）区之间的交叉与磁性杂质浓度的关系.采用动力学平均场论（DMFT）和蒙特卡罗（MC）方法计算了自旋-费米子模型应用于DMS的态密度和铁磁转变温度。它示出的是，除了一个方阱样的吸引力的潜力可以产生一个IB在足够小的Mn掺杂$x$的值的$p-d$交换$J$是不够强，以产生一个由自己。我们观察到当$x >= x_c$时IB与VB合并，其中$x_c$是$J$和库仑吸引强度$V$的函数。使用MC计算，我们证明了库仑吸引力的范围起着重要的作用。虽然已经在先前的数值模拟中使用的现场吸引力对于$x$的所有值有效地重新归一化$J$，但是非物理结果，最近邻范围吸引力仅在非常低的掺杂下重新归一化$J$，即，直到束缚空穴波函数开始重叠。因此，我们的研究结果表明，库仑吸引力可以被忽略，以研究Mn掺杂的GaSb，GaAs和GaP在相关的掺杂制度，但它应该包括在Mn掺杂的GAN的情况下，预计将在IB制度。
2007-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Electron-hole contribution to the apparent s-d exchange interaction in III-V diluted magnetic semiconductors
从理论上研究了Mn基稀磁半导体中p型光电子和n型III-V族电子的自旋分裂。它表明，不寻常的迹象和幅度的表观的s-d交换积分报告GaAs：Mn产生的电子和空穴之间的交换相互作用绑定到Mn受体。这种相互作用在电子和Mn自旋之间的耦合中占主导地位，迄今为止被认为是自旋相关现象的主要来源。在n型材料中发现的表观s-d交换积分的幅度减小的解释在电离Mn受体和瓶颈效应的排斥库仑势的存在。
2008-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic transition temperature enhancement in (Ga,Mn)As semiconductor by carbon co-doping
我们提出了一个理论研究（Ga，Mn）（As，C）稀磁半导体与高C受体密度，结合的见解从唯象模型和微观方法。紧束缚相干势近似用于描述Mn $_{\rm Ga}$和C $_{\rm As}$杂质存在下的电子结构。我们发现，即使在百分之几的掺杂水平上，C对靠近价带顶部的电子态的分布和相干性以及Mn时刻之间的耦合的影响也很小，这些结果证明了将价带中的巡回空穴介导的铁磁Mn-Mn耦合模型应用于C掺杂样品也是合理的。铁磁转变温度的增加，由于C受体的存在下，说明通过计算，使用k.p科恩-Luttinger描述的GaAs价带，并假设系统中Mn的本地时刻和巡回孔密度可以独立地变化。
2003-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of GaMnAs layers with high Mn content grown by Migration Enhanced Epitaxy on GaAs(100) substrates
我们在150 ℃的衬底温度下用迁移增强外延法生长了含锰量高达10%的铁磁半导体GaMnAs。交替供应的As 2分子和Ga和Mn原子使得有可能在非常低的衬底温度下生长单晶GaMnAs层，在该衬底温度下，由于As冷凝，在过量As供应下的常规分子束外延生长是不可能的。二次离子质谱和X-射线衍射测量证实了更高的Mn含量在通过这种方法生长的薄膜相比，由低温分子束外延生长的GaMnAs层。的晶格常数的假设的锌-锰结构的MnAs被确定为5.9 Ω，这与以前报道的值有所偏离。这种偏差归因于生长条件依赖的点缺陷密度。需要强调的是，在根据X射线衍射数据对Mn含量进行任何评估时，必须考虑到这种影响。磁化强度的测量表明，铁磁有序约75 K的GaMnAs层与10%的Mn的发病。这意味着居里温度随Mn浓度高于5.5%而下降的趋势被打破。我们暂时将其分配给载流子浓度的变化，包括由反位缺陷和Mn掺杂形成的施主和受主中心的贡献，以及磁活性Mn离子的密度增加。
2001-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Localization and band-gap pinning in semiconductor superlattices with layer-thickness fluctuations
本文研究了（AlAs）_n/（GaAs）_n超晶格，在周期n附近厚度随机起伏Δ n。利用三维赝势平面波能带理论，我们表明：（i）任何量的厚度波动Δ n/n导致带边波函数局部化，（ii）对于小的Δ n/n，SL带隙被钉扎在由具有"错误“厚度n + Δ n的单层产生的带隙水平上，（iii）由于单层厚度波动引起的束缚态导致显着的带隙减小，（iv）<001>具有单层厚度波动的AlAs/GaAs SL具有直接带隙，而理想<001>SL在n<4时是间接带隙。
1995-07-27 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
An infrared probe of the insulator-to-metal transition in GaMnAs and GaBeAs
我们报告的绝缘体到金属的转变（IMT）在GaAs掺杂磁性（Mn）或非磁性受主（Be）的红外研究。我们观察到一个自然的分配到杂质状态的绝缘制度的Ga $_{1-x}$ Mn $_x$ As，它持续跨IMT的最高掺杂（16%）的共振。在IMT边界之外，结合绝缘和金属趋势的行为也持续到最高Mn掺杂。然而，被掺杂的样品，显示常规的金属性刚好高于临界IMT浓度，具有指示在宿主价带内的传输的特征。
2011-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Carrier induced ferromagnetism in the insulating Mn doped III-V semiconductor InP
虽然InP和GaAs具有非常相似的能带结构，但它们的磁性似乎截然不同。（In，Mn）P的临界温度远小于（Ga，Mn）As，且与Mn浓度成线性关系。这与在（Ga，Mn）As中发现的平方根行为相反。此外，（In，Mn）P的磁化曲线呈现出与退火良好的（Ga，Mn）As的磁化曲线不同的非常规形状。结合几种理论方法，研究了Mn掺杂InP的铁磁性本质。看来磁性基本上是由Mn受体能级的位置控制的。我们的计算与最近的测量结果都非常一致的临界温度和磁化。结果只与费米能级位于杂质带相一致，排除了理解掺Mn InP在价带内物理性质的可能性。这里发现的定量成功揭示了一种预测工具的选择，应该打开有趣的途径，以解决其他化合物的磁性
2016-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the nature of carrier mediated ferromagnetism in diluted magnetic semiconductors
在稀磁半导体（DMS）领域经过十多年的深入研究后，铁磁性的本质和起源，特别是在III-V族化合物中仍然存在争议。许多问题和未决问题正在激烈辩论中。为什么经过这么多年的研究，Mn掺杂GaAs仍然是掺杂过渡金属（TM）杂质的III-V族材料中居里温度最高的候选材料？人们如何理解这些温度比空穴掺杂的（Zn，Mn）Te或（Cd，Mn）Se的温度大几乎两个数量级？在稀磁状态下，室温铁磁性是否有任何内在的限制或希望达到？如何解释（Ga，Mn）As与金属-绝缘体转变的接近，以及II-VI族化合物中的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）耦合到（Ga，Mn）N中的双交换类型的变化？尽管基于密度泛函理论的研究取得了巨大成功，准确地提供了各种化合物的临界温度，但直到最近，仍然缺少一种理论，可以提供一个连贯的图像和对基础物理的理解。最近，在一个极小模型内，已经可以表明，在物理参数中，关键的一个是TM受体能级的位置。通过调整该参数的值，人们能够定量地解释在一个广泛的家庭DMS的磁性和输运性质。我们将看到，该极小模型特别解释了（Zn，Mn）Te/（Cd，Mn）Te中交换的RKKY性质和（Ga，Mn）N中的双交换类型，同时解释了（Ga，Mn）As在II-VI和III-V DMS中表现出最高临界温度的原因。
2015-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
