РОЛЬ ВНУТРЕННИХ И ВНЕШНИХ ЭФФЕКТОВ В ПРОИСХОЖДЕНИИ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА В ЖИДКИХ МАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ
Keywords:
разбавленные магнитные полупроводники, оксиды, ферромагнетизм, обменное взаимодействие, дефекты, жидкие полупроводники, температура Кюри.Abstract
В настоящей работе исследуется роль внутренних (обменное взаимодействие, спин-орбитальная связь, зонная структура) и внешних (легирование, дефекты, границы зёрен, температура) факторов в формировании ферромагнитного упорядочения в разбавленных магнитных полупроводниках (РМП) на основе оксидов, находящихся в жидком состоянии или обладающих аморфной структурой. Рассмотрены основные теоретические модели – RKKY-взаимодействие, двойной обмен, модель связанных магнитных поляронов – и их применимость к оксидным системам. Представлены экспериментальные данные по системам ZnO, TiO2, In2O3 и SnO2, легированным переходными металлами. Показано, что конкурирующие внутренние и внешние механизмы совместно определяют знак и величину температуры Кюри, а доминирующий вклад зависит от концентрации носителей заряда и степени структурного беспорядка.
References
1. Dietl T., Ohno H., Matsukura F. et al. Zener model description of ferromagnetism in zinc-blende magnetic semiconductors // Science. 2000. V. 287. P. 1019–1022.
2. Zutic I., Fabian J., Das Sarma S. Spintronics: Fundamentals and applications // Rev. Mod. Phys. 2004. V. 76. P. 323–410.
3. Kaminski A., Das Sarma S. Polaron percolation in diluted magnetic semiconductors // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. P. 247202.
4. Jungwirth T., Sinova J., Masek J. et al. Theory of ferromagnetic (III,Mn)V semiconductors // Rev. Mod. Phys. 2006. V. 78. P. 809–864.
5. Sato K., Katayama-Yoshida H. Ferromagnetism in a transition metal atom doped ZnO // Physica E. 2001. V. 10. P. 251–255.
6. Zener C. Interaction between the d-Shells in the transition metals // Phys. Rev. 1951. V. 81. P. 440–444.
