"Физика и техника полупроводников"
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.
  1. T. Dietl. Nature Materials, 9, 965 (2010). DOI 10.1038/NMAT2898
  2. H. Ohno, H. Munekata, T. Penney, S. von Molnar, L.L. Chang. Phys. Rev. Lett., 68 (17), 2664 (1992)
  3. H. Ohno, A. Shen, F. Matsukura, A. Oiwa, A. Endo, S. Katsumoto, Y. Iye. Appl. Phys. Lett., 69 (3), 363 (1996)
  4. H. Ohno. Recent topics in diluted magnetic semiconductors Keio Topical workshop on semiconductor spintronics at Tohoku University, 2013
  5. D. Chiba, K. Takamura, F. Matsukura, H. Ohno. Appl. Phys. Lett., 82, 3020 (2003)
  6. A.Z. AlZahrani, G.P. Srivastava, R. Garg, M.A. Migliorato. J. Phys.: Condens. Matter, 21, 485 504 (2009)
  7. T.C. Schulthess, W.M. Temmerman, Z. Szotek, A. Svane, L. Petit. J. Phys.: Condens. Matter, 19, 165 207 (2007)
  8. M. Linnarsson, E. Janz'en, B. Monemar, M. Kleverman, A. Thilderkvist. Phys. Rev. B, 55 (11), 6938 (1997)
  9. J.C.H.M. van Gisbergen, M. Godlewski, T. Gregorkiewicz, C.A.J. Ammerlaan. Phys. Rev. B, 44 (7), 3012 (1991)
  10. К.Ф. Штельмах. Автореф. докт. дис. (Санкт-Петербург, СПб. гос. политехн. ун-т, 2005)
  11. К.Ф. Штельмах, М.П. Коробков, И.Г. Озеров. ФТП, 37 (8), 913 (2003)
  12. C.A. Ullrich. Semiconductor Nanostructures. Lect. Notes Phys. 706, 271 (2006)
  13. J.R. Chelikowsky, Y. Saad, I. Vasiliev. Lect. Not.-Phys. 706, 259 (2006)
  14. Р.А. Эварестов, А.В. Бандура. Рос. хим. журн., LI (5), 149 (2007)
  15. 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)
  16. J.R. Chelikowsky, E. Kaxiras, R.M. Wentzcovitch. Phys. Status Solidi b, 243 (9), 2133 (2006) / DOI 10.1002/pssb.200666817
  17. М.В. Лебедев. ФТП, 45 (11), 1579 (2011)
  18. A.S. Andreev, V.N. Kuznetsov, Y.V. Chizhov. J. Phys. Chem. C, 116, 18 139 (2012)
  19. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett., 77, 3865 (1996)
  20. P.J. Hay, W.R. Wadt. J. Chem. Phys., 82, 270 (1985)
  21. C. Adamo, V. Barone. J. Chem. Phys., 108, 664 (1998)
  22. Gaussian 09, Revision C.1, M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel et al. Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009
  23. GaussView, Version 5, R. Dennington, T. Keith, and J. Millam. Semichem Inc., Shawnee Mission, KS, 2009
  24. 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)
  25. 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.