"Физика и техника полупроводников"
Издателям
Вышедшие номера
Моделирование методом теории функционала плотности зарядовых состояний Mn в разбавленных ферромагнитных полупроводниках состава Ga1-xMnxAs: кластерный подход
Крауклис И.В.1, Подкопаева О.Ю.1, Чижов Ю.В.1
1Санкт-Петербургский государственный университет, физический факультет, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию: 25 ноября 2013 г.
Выставление онлайн: 20 июля 2014 г.

Проведена серия квантово-химических кластерных расчетов методом теории функционала плотности по моделированию высокосимметричных нанокластеров Ga15MnAs16H36 и Ga12MnAs16H36, имитирующих объемную часть кристалла арсенида галлия с примесным магнитным центром Mn. Градиентно-подправленным методом PBEPBE/LanL2DZ изучены нейтральное Mn0 и ионизированное Mn- состояния атома Mn в исследуемых нанокластерах. Изменение зарядового состояния примесного центра с нейтрального на ионизированное приводит к заметной релаксации связей Mn-As в ближайшем окружении атома Mn и рекомбинации "p-дырки" вблизи валентной зоны, а также влияет на локализацию спиновой плотности. Методом градиентно-инвариантных атомных орбиталей (GIAO) с использованием гибридного функционала mPW1PW91 рассчитаны компоненты тензора g-фактора для нейтрального Mn0 и ионизированного Mn- состояний. Полученные значения g-фактора находятся в хорошем согласии с известными экспериментальными данными по электронному парамагнитному резонансу. Тем самым показана успешность использования кластерного подхода для описания зарядовых эффектов в разбавленных ферромагнитных полупроводниках.
  • T. Dietl. Nature Materials, 9, 965 (2010). DOI 10.1038/NMAT2898
  • H. Ohno, H. Munekata, T. Penney, S. von Molnar, L.L. Chang. Phys. Rev. Lett., 68 (17), 2664 (1992)
  • H. Ohno, A. Shen, F. Matsukura, A. Oiwa, A. Endo, S. Katsumoto, Y. Iye. Appl. Phys. Lett., 69 (3), 363 (1996)
  • H. Ohno. Recent topics in diluted magnetic semiconductors Keio Topical workshop on semiconductor spintronics at Tohoku University, 2013
  • D. Chiba, K. Takamura, F. Matsukura, H. Ohno. Appl. Phys. Lett., 82, 3020 (2003)
  • A.Z. AlZahrani, G.P. Srivastava, R. Garg, M.A. Migliorato. J. Phys.: Condens. Matter, 21, 485 504 (2009)
  • T.C. Schulthess, W.M. Temmerman, Z. Szotek, A. Svane, L. Petit. J. Phys.: Condens. Matter, 19, 165 207 (2007)
  • M. Linnarsson, E. Janz'en, B. Monemar, M. Kleverman, A. Thilderkvist. Phys. Rev. B, 55 (11), 6938 (1997)
  • J.C.H.M. van Gisbergen, M. Godlewski, T. Gregorkiewicz, C.A.J. Ammerlaan. Phys. Rev. B, 44 (7), 3012 (1991)
  • К.Ф. Штельмах. Автореф. докт. дис. (Санкт-Петербург, СПб. гос. политехн. ун-т, 2005)
  • К.Ф. Штельмах, М.П. Коробков, И.Г. Озеров. ФТП, 37 (8), 913 (2003)
  • C.A. Ullrich. Semiconductor Nanostructures. Lect. Notes Phys. 706, 271 (2006)
  • J.R. Chelikowsky, Y. Saad, I. Vasiliev. Lect. Not.-Phys. 706, 259 (2006)
  • Р.А. Эварестов, А.В. Бандура. Рос. хим. журн., LI (5), 149 (2007)
  • И.В. Крауклис, В.Г. Маслов, Ю.В. Чижов. Стационарная и нестационарная теория функционала плотности в приложении к задачам нанофотоники (Санкт-Петербург, Учеб.-метод. пособие, СПбГУ, 2007)
  • J.R. Chelikowsky, E. Kaxiras, R.M. Wentzcovitch. Phys. Status Solidi b, 243 (9), 2133 (2006) / DOI 10.1002/pssb.200666817
  • М.В. Лебедев. ФТП, 45 (11), 1579 (2011)
  • A.S. Andreev, V.N. Kuznetsov, Y.V. Chizhov. J. Phys. Chem. C, 116, 18 139 (2012)
  • J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett., 77, 3865 (1996)
  • P.J. Hay, W.R. Wadt. J. Chem. Phys., 82, 270 (1985)
  • C. Adamo, V. Barone. J. Chem. Phys., 108, 664 (1998)
  • Gaussian 09, Revision C.1, M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel et al. Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009
  • GaussView, Version 5, R. Dennington, T. Keith, and J. Millam. Semichem Inc., Shawnee Mission, KS, 2009
  • S. Adachi. GaAs and Related Materials: Bulk Semiconducting and Superlattice Properties (World Scientific Publishing Co, 1994); R.W.G. Wyckoff. 2nd edn. Interscience Publishers, New York, New York Note: ZnS structure, sphalerite structure Crystal Structures, 1, 85 (1963)
  • R. Ditchfield. Mol. Phys., 27, 789 (1974)
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.