Примесный обратный магнитоэлектрический эффект в полупроводниковой квантовой яме
Грунин А.Б.
11Федеральное 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.
- И.Е. Дзялошинский. ЖЭТФ 37, 3, 881 (1960). [I.E. Dzyaloshinskii. JETP 10, 3, 628 (1960).]
- Д.Н. Астров. ЖЭТФ 38, 3, 984 (1960). [D.N. Astrov. JETP 11, 3, 708 (1960).]
- G.T. Rado, V.J. Folen. Phys. Rev. Lett. 7, 8, 310 (1961)
- Г.А. Смоленский, А.И. Аграновская. ЖТФ 28, 7, 1491 (1958)
- 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).]
- Г.А. Смоленский, И.Е. Чупис. УФН 137, 3, 415 (1982). [G.A. Smolenskii, I.E. Chupis. Sov. Phys. Usp. 25, 7, 475 (1982).]
- 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)
- W. Eerenstein, N. Mathur, J. Scott. Nature 442, 7104, 759 (2006)
- V.L. Ginzburg, A.A. Gorbatsevich, Yu.V. Kopaev, B.A. Volkov. Solid State Commun. 50, 4, 339 (1984)
- 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).]
- 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).]
- B.B. Van Aken, J.P. Rivera, H. Schmid, M. Fiebig. Nature 449, 7163, 702 (2007)
- 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).]
- Ю.В. Копаев. УФН 179, 11, 1175 (2009). [Yu.V. Kopaev. Phys. Usp. 52, 11, 1111 (2009).]
- 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).]
- М.Е. Адамова, Е.А. Жуков, А.В. Каминский. Изв. Вузов. Приборостроение 62, 3, 261 (2019)
- 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).]
- 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).]
- А.Д. Сизов, Г.А. Мешков, А.М. Монахов, А.М. Власов, Д.А. Сечин. УЗФФ 6, 136302 (2013)
- 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)
- В.Д. Кревчик, Э.З. Имамов. ФТП 17, 7, 1235 (1983)
- S.E. Laux, F. Stern. Appl. Phys. Lett. 49, 2, 91 (1986)
- 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
- T. Martin, S. Feng. Phys. Rev. Lett. 64, 16, 1971 (1990)
- 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).]
- B. Mitrovic, V. Milanovic, Z. Ikonic. Semicond. Sci. Technol. 6, 2, 93 (1991)
- L. Brey, G. Platero, С. Tejedor. Phys. Rev. B 38, 14, 9649 (1988)
- S. Huant, S.P. Najda, B. Etienne. Phys. Rev. Lett. 65, 12, 1486 (1990)
- S. Huant, A. Mandray, J. Zhu, S.G. Louie, T. Pang, B. Etienne. Phys. Rev. B 48, 4, 2370 (1993)
- А.А. Пахомов, К.В. Халипов, И.Н. Яссиевич. ФТП 30, 8, 1387 (1996)
- В.Д. Кревчик, А.Б. Грунин. ФТТ 45, 7, 1272 (2003). [V.D. Krevchik, A.B. Grunin. Phys. Solid State 45, 7, 1332 (2003).]
- А.П. Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев. Интегралы и ряды. В 3 т. Т. 1. Элементарные функции. Физматлит, М. (2002). 632 с
- В.М. Вержбицкий. Численные методы. Математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения. Высшая школа, М. (2001). 382 c
- И.П. Мысовских. Интерполяционные кубатурные формулы. Наука, М. (1981). 336 с
- 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).]
- А.П. Пятаков, А.К. Звездин. УФН 182, 6, 593 (2012). [A.P. Pyatakov, A.K. Zvezdin. Phys. --- Uspekhi 55, 6, 557 (2012).]