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Mn掺杂III-V半导体的磁性和输运特性:GaAs和InP的例子


金属、采矿和磁性材料国际会议

2018年11月1日至2日,法国巴黎

乔治Bouzerar

法国里昂第一大学

ScientificTracks抽象:垫子科学

DOI:10.4172 / 2321 - 6212 - c7 - 032

摘要

研究了Mn掺杂的III-V化合物GaAs和InP的载流子诱导铁磁性的性质。尽管InP和GaAs的直接带隙和有效质量非常接近,但我们证明了磁性能发生了巨大变化。受体水平位置对磁性能的影响将被证明是至关重要的。由于载波诱导的Mn- Mn磁偶联的稀释效应(渗流)和短程性质(计算),热/横向自旋波动和无序效应(局部化)必须得到适当处理(超出有效介质或摄动方法)。为了有效地解决这一问题,结合了不同的大规模理论方法:用于精确计算Mn-Mn耦合的核多项式方法(KPM),用于计算磁性质(TC, T依赖性磁化,磁激发谱和自旋刚度)的蒙特卡罗(MC)和局部随机相位近似(L-RPA)。(in, Mn) P中的TC比Mn掺杂GaAs中的TC小得多,与(Ga, Mn) As中发现的平方根行为相反,TC与Mn浓度成线性比例。此外,我们发现,与标准平均场布里渊形状相比,磁化强度与温度几乎呈线性变化。这些发现与实验数据在定量上是一致的,揭示了磁性和输运性质对Mn受体水平的位置是极其敏感的。我们最后讨论了这两种化合物的输运性质,并证明我们的非摄动理论不仅能够定性而且定量地捕捉这些材料的输运性质,如红外光学电导率,载流子和Mn浓度依赖的Drude重量,样品退火的影响,以及在Mn掺杂的GaAs中实验观察到的金属-绝缘体-转变,而(in -Mn) P仍然是绝缘化合物

传记

Georges Bouzerar是法国国家科学研究中心(CNRS)的研究主任。他是量子和经典磁性(流动和局部化)以及量子输运方面的专家。他于1996年在巴黎第十一(奥赛)大学完成了介观物理学(电子-电子相互作用和无序之间的相互作用)博士学位。他曾在德国(科隆大学、柏林大学、马克斯·普朗克研究所)和法国(格勒诺布尔Laue Langevin研究所)做过几年博士后。他于2004年获得CNRS的高级科学家永久职位,并于2011年成为研究主任。在过去的10年里,他专注于自旋电子学,特别是在稀释磁性半导体和非磁性杂质诱导铁磁性中的磁性和输运。他在该研究领域发表了约25-30篇论文,并因其在该领域的成就于2014年获得法国科学院奖。

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