Вышедшие номера
Примесный обратный магнитоэлектрический эффект в полупроводниковой квантовой яме
Грунин А.Б. 1
1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет", Пенза, Россия
Email: grunin.sky@yandex.ru
Поступила в редакцию: 22 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 21 февраля 2026 г.
Принята к печати: 22 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 26 марта 2026 г.

Проведено теоретическое изучение примесного обратного магнитоэлектрического эффекта (МЭ) в полупроводниковой квантовой яме (КЯ) с параболическим потенциалом конфайнмента, содержащей D(-)-центр (отрицательный ион донора). В рамках модели потенциала нулевого радиуса в приближении эффективной массы получены дисперсионное уравнение, определяющее энергию связи примесного состояния, аналитические выражения для примесной волновой функции и дипольного магнитного момента, индуцированного электрическим полем, для примесного электрона в КЯ. Путем численного анализа выявлена асимметрия полевой зависимости дипольного магнитного момента относительно координаты примеси, обусловленная нарушением пространственно-временной симметрии наноструктуры. Для положений D(-)-центра, смещенных относительно плоскости симметрии КЯ в направлении, противоположном напряженности электрического поля, полевая зависимость дипольного магнитного момента является немонотонной с максимумом в парамагнитной и переходом в диамагнитную область. Показана возможность управления рассмотренным МЭ как с помощью полей, так и преднамеренным селективным легированием. Ключевые слова: тороидный момент, асимметричные наноструктуры, донорные примеси, метод функции Грина, метод эффективной массы, модель потенциала нулевого радиуса.
  1. И.Е. Дзялошинский. ЖЭТФ 37, 3, 881 (1960). [I.E. Dzyaloshinskii. JETP 10, 3, 628 (1960).]
  2. Д.Н. Астров. ЖЭТФ 38, 3, 984 (1960). [D.N. Astrov. JETP 11, 3, 708 (1960).]
  3. G.T. Rado, V.J. Folen. Phys. Rev. Lett. 7, 8, 310 (1961)
  4. Г.А. Смоленский, А.И. Аграновская. ЖТФ 28, 7, 1491 (1958)
  5. В.А. Боков, И.Е. Мыльникова, Г.А. Смоленский. ЖЭТФ 42, 2, 643 (1962). [V.A. Bokov, I.E. Myl'nikova, G.A. Smolenskii. JETP 15, 2, 447 (1962).]
  6. Г.А. Смоленский, И.Е. Чупис. УФН 137, 3, 415 (1982). [G.A. Smolenskii, I.E. Chupis. Sov. Phys. Usp. 25, 7, 475 (1982).]
  7. Z.V. Gabbasova, M.D. Kuz'min, A.K. Zvezdin, I.S. Dubenko, V.A. Murashov, D.N. Rakov, I.B. Krynetsky. Phys. Lett. A 158, 9, 491 (1991)
  8. W. Eerenstein, N. Mathur, J. Scott. Nature 442, 7104, 759 (2006)
  9. V.L. Ginzburg, A.A. Gorbatsevich, Yu.V. Kopaev, B.A. Volkov. Solid State Commun. 50, 4, 339 (1984)
  10. Ю.Ф. Попов, А.М. Кадомцева, А.К. Звездин, Д.В. Белов, Г.П. Воробьев. Письма в ЖЭТФ 69, 4, 302 (1999). [Yu.F. Popov, A.M. Kadomtseva, D.V. Belov, G.P. Vorob'ev, A.K. Zvezdin. JETP Lett. 69, 4, 330 (1999).]
  11. Ю.Ф. Попов, А.К. Звездин, А.М. Кадомцева, М.М. Тегеранчи, Г.П. Воробьев, В.А. Тимофеева, Д.М. Устинин. ЖЭТФ 114, 1, 263 (1998). [Yu.F. Popov, A.M. Kadomtseva, G.P. Vorob'ev, V.A. Timofeeva, D.M. Ustinin, A.K. Zvezdin, M.M. Tegeranchi. JETP 87, 1, 146 (1998).]
  12. B.B. Van Aken, J.P. Rivera, H. Schmid, M. Fiebig. Nature 449, 7163, 702 (2007)
  13. А.А. Горбацевич, О.Е. Омельяновский, В.И. Цебро, А.К. Звездин, А.П. Пятаков, А.А. Мухин, В.Ю. Иванов, В.Д. Травкин, А.С. Прохоров, А.А. Волков, А.В. Пименов, А.М. Шуваев, А. Лойдл, В.М. Мухортов, Ю.И. Головко, Ю.И. Юзюк. УФН 179, 8, 887 (2009). [A.A. Gorbatsevich, O.E. Omel'yanovskii, V.I. Tsebro, A.K. Zvezdin, A.P. Pyatakov, A.A. Mukhin, V.Yu. Ivanov, V.D. Travkin, A.S. Prokhorov, A.A. Volkov, A.V. Pimenov, A.M. Shuvaev, A. Loidl, V.M. Mukhortov, Yu.I. Golovko, Yu. Yuzyuk. Phys. Usp. 52, 8, 835 (2009).]
  14. Ю.В. Копаев. УФН 179, 11, 1175 (2009). [Yu.V. Kopaev. Phys. Usp. 52, 11, 1111 (2009).]
  15. А.А. Горбацевич, В.В. Капаев, Ю.В. Копаев. Письма в ЖЭТФ 57, 9, 565 (1993). [A.A. Gorbatsevich, V.V. Kapaev, Yu.V. Kopaev. JETP Lett. 57, 9, 580 (1993).]
  16. М.Е. Адамова, Е.А. Жуков, А.В. Каминский. Изв. Вузов. Приборостроение 62, 3, 261 (2019)
  17. А.Б. Устинов, Ю.К. Фетисов, G. Srinivasan. Письма в ЖТФ 34, 14, 16 (2008). [A.B. Ustinov, Yu.K. Fetisov, G. Srinivasan. Tech. Phys. Lett. 34, 7, 593 (2008).]
  18. О.В. Антоненков, Д.А. Филиппов. Письма в ЖТФ 33, 17, 77 (2007). [O.V. Antonenkov, D.A. Filippov. Tech. Phys. Lett. 33, 9, 752 (2007).]
  19. А.Д. Сизов, Г.А. Мешков, А.М. Монахов, А.М. Власов, Д.А. Сечин. УЗФФ 6, 136302 (2013)
  20. A. Klimov, N. Tiercelin, Y. Dusch, S. Giordano, T. Mathurin, P. Pernod, V. Preobrazhensky, A. Churbanov, S. Nikitov. Appl. Phys. Lett. 110, 22, 222401 (2017)
  21. В.Д. Кревчик, Э.З. Имамов. ФТП 17, 7, 1235 (1983)
  22. S.E. Laux, F. Stern. Appl. Phys. Lett. 49, 2, 91 (1986)
  23. С.W.J. Beenakker, Н. Van Houten. In: Solid State Physics, v. 44 / Eds Н. Ehrenreich, D. Тurnbull. Academ. Press, New York (1991). 228 p
  24. T. Martin, S. Feng. Phys. Rev. Lett. 64, 16, 1971 (1990)
  25. В.Д. Кревчик, А.Б. Грунин, В.В. Евстифеев. ФТП 40, 6, 689 (2006). [V.D. Krevchik, A.B. Grunin, Vas.V. Evstifeev. Semiconductors 40, 6, 668 (2006).]
  26. B. Mitrovic, V. Milanovic, Z. Ikonic. Semicond. Sci. Technol. 6, 2, 93 (1991)
  27. L. Brey, G. Platero, С. Tejedor. Phys. Rev. B 38, 14, 9649 (1988)
  28. S. Huant, S.P. Najda, B. Etienne. Phys. Rev. Lett. 65, 12, 1486 (1990)
  29. S. Huant, A. Mandray, J. Zhu, S.G. Louie, T. Pang, B. Etienne. Phys. Rev. B 48, 4, 2370 (1993)
  30. А.А. Пахомов, К.В. Халипов, И.Н. Яссиевич. ФТП 30, 8, 1387 (1996)
  31. В.Д. Кревчик, А.Б. Грунин. ФТТ 45, 7, 1272 (2003). [V.D. Krevchik, A.B. Grunin. Phys. Solid State 45, 7, 1332 (2003).]
  32. А.П. Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев. Интегралы и ряды. В 3 т. Т. 1. Элементарные функции. Физматлит, М. (2002). 632 с
  33. В.М. Вержбицкий. Численные методы. Математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения. Высшая школа, М. (2001). 382 c
  34. И.П. Мысовских. Интерполяционные кубатурные формулы. Наука, М. (1981). 336 с
  35. Д.В. Юрасов, М.Н. Дроздов, А.В. Мурель, А.В. Новиков. Письма в ЖТФ 37, 17, 75 (2011). [D.V. Yurasov, M.N. Drozdov, A.V. Murel', A.V. Novikov. Tech. Phys. Lett. 37, 9, 824 (2011).]
  36. А.П. Пятаков, А.К. Звездин. УФН 182, 6, 593 (2012). [A.P. Pyatakov, A.K. Zvezdin. Phys. --- Uspekhi 55, 6, 557 (2012).]