Люминесцентное детектирование неравновесных фононов в полумагнитных квантовых ямах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Введение.

Глава 1. Методы фононной спектроскопии и спин-фононное взаимодействие.

§1.1. Методы физики неравновесных фононов.

1.1.1. Генерация и детектирование неравновесных фононов.

1.1.2. Спиновый фононный спектрометр.

1.1.3. Методы фононной спектроскопии в физике полупроводников.

1.1.4. Актуальные направления физики неравновесных фононов.

§1.2. Спин-фононное взаимодействие.

1.2.1. Магнитный ион во внешнем магнитном поле.

1.2.2. Спин-фононное взаимодействие, обусловленное модуляцией электрического поля кристалла.

1.2.3. Спин-фононное взаимодействие, обусловленное спин-спиновым взаимодействием магнитных ионов.

1.2.4. Эффект «фононного узкого горла».

§ 1.3. Основные свойства полумагнитных полупроводников и гетероструктур на их основе.

1.3.1. Система магнитных ионов.

1.3.2. Носители заряда и их взаимодействие с системой магнитных ионов.

1.3.3. Гетероструктуры на основе полумагнитных полупроводников.

Глава 2. Разогрев спиновой системы магнитных ионов неравновесными фононами в полумагнитных квантовых ямах.

§2.1. Спиновый фононный спектрометр для полупроводниковых наноструктур.

§2.2 Исследуемые структуры и основные экспериментальные методы.

2.2.1. Гетероструктуры.

2.2.2. Генерация неравновесных фононов.

2.2.3. Спектры экситонной люминесценции и измерение динамических фононных сигналов.

2.2.4. Люминесцентное детектирование фононов в полумагнитных квантовых ямах.

2.2.5. Определение температуры спиновой системы в присутствии неравновесных фононов.

§2.3. Основные экспериментальные результаты.

2.3.1. Динамические сигналы, индуцированные неравновесными фононами.

2.3.2. Температура спиновой системы в присутствии неравновесных фононов.

Актуальность темы. Появление новых направлений в физике полупроводников в сочетании со стремительным развитием полупроводниковых нанотехнологий диктуют необходимость поиска новых методов исследований, позволяющих получать актуальную на сегодняшний день информацию, важную как для развития общих представлений в физике твердого тела, так и для создания новых полупроводниковых приборов. Полумагнитные полупроводники считаются одним из наиболее перспективных материалов сформировавшегося недавно направления физики полупроводников - спиновой электроники. Обладая уникальным сочетанием полупроводниковых и магнитных свойств, полумагнитые полупроводники, и особенно низкоразмерные структуры на их основе, являются важными модельными объектами для изучения спин-зависисмых явлений.

На сегодняшний день наименее изученными остаются динамические свойства полумагнитных полупроводников, такие как спин-решеточная релаксация магнитных ионов, спин-спиновое взаимодействие, динамические процессы при взаимодействии магнитных ионов и носителей заряда. Именно эти свойства, как показали последние эксперименты, являются определяющими в контексте проблем спиновой электроники: инжекции поляризованных по спину носителей в немагнитный полупроводник, спинового транспорта через локализованные магнитные ионы, внешнего управления магнитными свойствами. Обширная информация о динамических свойствах полумагнитных полупроводников может быть получена с использованием методов физики неравновесных фононов, которые до настоящего времени в исследованиях полумагнитных структур не применялись.

Все вышесказанное определяет актуальность темы представленной диссертации, целью которой являлись: разработка нового метода физики неравновесных фононов и исследование с его помощью динамических магнитных свойств низкоразмерных полумагнитных структур.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

1) с использованием методов физики неравновесных фононов осуществлены исследования динамических свойств полумагнитных полупроводниковых наноструктур;

2) проведены прямые измерения времен спин-решеточной релаксации магнитных ионов в полумагнитных полупроводниках в полях до 7 Тл и температуре 1.6 К, не ограниченные эффектом «фононного узкого горла»;

3) продемонстрирована принципиальная роль низкоэнергетических (с энергией меньше 1 мэВ) фононов в процессах спин-решеточной релаксации в полумагнитных полупроводниках и предложена модель спин-решеточной релаксации, согласующаяся с экспериментальными результатами, полученными при низких (гелиевых) температурах;

4) проведены исследования динамических свойств магнитных ионов в легированных полумагнитных квантовых ямах, содержащих двумерный электронный или двумерный дырочный газ.

Научное и практическое значение работы состоит в том, что в ней разработан новый метод детектирования неравновесных фононов в полумагнитных квантовых ямах, который может быть использован для изучения динамических свойств как полумагнитных полупроводников, так и немагнитных полупроводниковых наноструктур. В работе получен ряд новых результатов по взаимодействию локализованных магнитных ионов с фононами и носителями заряда в полумагнитных полупроводниках, а также изучена и показана возможность управления динамическими магнитными свойствами полумагнитных полупроводников. Основные выводы отражают общие закономерности, присущие полумагнитным структурам и поэтому имеют большое значение для фундаментальной науки. Практическое значение полученных результатов обусловлено тем, что они описывают основные динамические свойства содержащейся в полумагнитных полупроводниках магнитной системы и, таким образом, могут быть использованы при создании приборов спиновой электроники. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработана экспериментальная методика исследования динамических магнитных свойств полупроводниковых полумагнитных наноструктур, основанная на люминесцентном детектировании неравновесных фононов. С использованием предложенной методики может быть получена полезная информация о взаимодействии спиновой системы магнитных ионов с фононами и носителями.

2. В квантовых ямах (Сё,Мп)Те/(Сс1,]У^)Те при взаимодействии неравновесных акустических фононов со спиновой системой магнитных ионов Мп основной вклад в разогрев спиновой системы дают низкоэнергетические баллистические фононы с энергией меньше 1 мэВ. При низких (гелиевых) температурах основным механизмом спин-решеточной релаксации ионов Мп являются прямые спин-фононные переходы.

3. В полумагнитных полупроводниках (Сё,Мп)Те при низких (гелиевых) температурах энергия активных в процессе спин-решеточной релаксации фононов близка к зеемановскому расщеплению спиновых подуровней магнитных ионов Мп и, соответственно, увеличивается с ростом магнитного поля. Эта зависимость, а также полевая и температурная зависимости времени спин-решеточной релаксации могут быть объяснены в рамках модели спин-решеточной релаксации через спиновые пары и более сложные кластеры, образованные магнитными ионами «через один».

4. Наличие в легированных полумагнитных квантовых ямах (Cd,Mn)Te/(Cd,Mg)TG двумерного газа свободных носителей (электронов или дырок) приводит к значительному сокращению времени спин-решеточной релаксации магнитных ионов. При этом время спин-решеточной релаксации сокращается с увеличением плотности и температуры газа свободных носителей в квантовой яме.

5. Время спин-решеточной релаксации магнитных ионов в квантовых ямах, содержащих двумерный газ носителей, сильно зависит от интенсивности оптического возбуждения, влияющего на плотность и температуру газа носителей. Таким образом, становится возможным внешнее управление временем спин-решеточной релаксации в полупроводниковых полумагнитных структурах.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на: семинарах в ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН; Российской конференции по физике полупроводников (Москва, 1997 и Новосибирск, 1999); Международной конференции по оптике экситонов в твердых телах (Санкт-Петербург, Россия, 1997); Международных конференциях по рассеянию фононов в твердых телах (Ланкастер, Великобритания, 1998 и Дартмут Колледж, США, 2001); Городской научной конференции по физике полупроводников и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 1998 - работа отмечена дипломом); Международных школах по полупроводниковым материалам (Яжовец, Польша, 1999, 2000); Международном симпозиуме по спиновой электронике (Халле, Германия, 2000), 25-ой Международной конференции по физике полупроводников (Осака, Япония, 2000); Международной конференции по II-VI материалам (Бремен, Германия, 2001 - доклад отмечен премией за лучшую работу, представленную молодым ученым).

Публикации. Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 10-ти печатных работах, список которых приведен в конце диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, приложения и заключения. Объем диссертации составляет 175 страниц, включая 48 рисунков и список литературы из 135 наименований, включая работы автора.

Основные выводы проведенных исследований даны в конце каждой главы. Главные результаты работы сводятся к следующим:

1. Разработан метод люминесцентного детектирования фононов в полумагнитных квантовых ямах на основе соединений (Сс1,Мп)Те. С использованием этого метода может быть получена обширная информация о динамических магнитных свойствах полумагнитных полупроводников.

2. Показано, что разогрев спиновой системы магнитных ионов происходит под действием прямых спин-фононных переходов, индуцированных низкоэнергетическими баллистическими фононами.

3. Впервые проведены исследования спин-решеточной релаксации в низкоразмерных полумагнитных структурах, а проведенные прямые измерения времени спин-решеточной релаксации не ограничены эффектом «фононного узкого горла».

4. Получено, что энергия фононов, активных в процессе спин-решеточной релаксации, зависит от величины приложенного магнитного поля и пропорциональна зеемановскому расщеплению спиновых подуровней ионов Мп. Предложена модель спин-решеточной релаксации через спиновые пары магнитных ионов «через один», объясняющая экспериментальные результаты.

5. Впервые проведены экспериментальные исследования спин-решеточной релаксации в легированных полумагнитных квантовых ямах, содержащих двумерный электронный или дырочный газ.

6. Обнаружено значительное сокращение времени спин-решеточной релаксации магнитных ионов в присутствии двумерного газа свободных носителей. Проведены расчеты времени спин-решеточной в рамках модели взаимодействия двумерного электронного газа и системы магнитных ионов, дающие хорошее качественное согласие с экспериментом.

7. На опыте осуществлено управление временем спин-решеточной релаксации в легированных полумагнитных квантовых ямах под действием оптического возбуждения.

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить глубокую признательность своему научному руководителю - Андрею Владимировичу Акимову - за выбор направления исследований и руководство работой. Я также искренне благодарен Дмитрию Робертовичу Яковлеву за руководство моей работой в университете г. Вюрцбурга. Я искренне признателен Кучинскому Владимиру Ильичу - руководителю моей аспирантуры.

Я выражаю благодарность Томаку Войтовичу, Яцеку Коссуту и Грегу Карчевскому за активное сотрудничество и выращенные для исследований образцы, а также Игорю Александровичу Меркулову за помощь и плодотворные дискуссии.

Хочу поблагодарить Александра Александровича Каплянского за обсуждение результатов и поддержку на протяжении всей моей работы в Отделе оптики твердого тела ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН. Я признателен за

Заключение

В настоящей диссертации представлены результаты оригинальных экспериментов, направленных на изучение динамических свойств полумагнитных полупроводников и гетероструктур на их основе. Исследования проводились с использованием оригинального, разработанного в рамках диссертационной работы, метода физики неравновесных фононов, позволяющего получать обширную информацию о механизмах спин-фононного взаимодействия, а также взаимодействия магнитных ионов с носителями заряда в полумагнитных полупроводниковых структурах. Часть полученных результатов дает необходимую информацию о возможностях предложенной экспериментальной методики, другая часть относится непосредственно к динамическим свойствам полумагнитных полупроводников.

1. R.J. Gutfeld, А.Н. Nethercot Jr., Heat pulses in quartz and sapphire at low temperatures II Phys. Rev. Lett. 12, p.641-644 (1964).

2. Гутфельд P., Распространение тепловых импульсов II Физическая акустика / под ред. У.Мэзона, т.5, М.: Мир, 1973 с.267-329.

3. Левинсон И.Б., Вступительная статья II Физика фононов больших энергий. Сб. статей, перевод И.Б. Левинсона, М.: Мир, 1976, 267с.

4. W.Kappus, and O.Weiss, Radiation temperature and radiation power of thermal phonon radiators using diamond as transmission medium II J. Appl. Phys. 44, p. 1947-1952 (1973).

5. H. Kinder, Spectroscopy with phonons on Al203:V3+ using phonon bremsstrahlung of a superconducting tunnel junction // Phys. Rev. Lett. 28, p. 1564-1567 (1972).

6. W. Eisenmenger, A.H. Dayem, Quantum generation and detection of incoherent phonons in superconductors II Phys. Rev. Lett. 18, p. 125-127, (1967).

7. H. Kinder, Monochromatic phonon generation by superconducting tunnel junctions II Nonequilibrium phonon dynamics / ed. W.E. Bron NATO ASI Series v.124, -Plenum Press, N.Y., London, 1985 p.129-164.

8. K.F. Renk, J. Deisenhofer, Imprisonment of resonant phonons observed with a new technique for detection of 1012 Hz phonons // Phys. Rev. Lett. 29, p.764-766, (1971).

9. Каплянский A.A., Басун C.A., Рачин B.A., Титов Р.А., Анизотропия резонансного поглощения высокочастотных 0.87x10 Гц фононов в возбужденном состоянии в рубине // Письма в ЖЭТФ 21, с.438-441 (1975).

10. Абрамов А.П., Абрамова И.Н., Герловин И .Я., Разумова И.К., Наблюдение баллистического распространения фононов в CaF2 // ФТТ 22, с. 946-947 (1980).

11. R.S. Meltser, J.E. Rives, New high-energy monoenergetic source for nanosecondphonon spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 38, p.421-424 (1977).

12. Nonequilibrium phonons in nonmetalic crystals / vol.16 of Modern Problems in Condenced Matter Sciences, ed. W.Eisenmenger and A.A.Kaplyanskii, North-Holand, Amsterdam, 1986.

13. C.H. Anderson and E.S. Sabisky, Sensitive tunable acoustical phonon detector II Phys. Rev. Lett. 18, p.236-237 (1967).

14. C.H. Anderson and E.S. Sabisky Spin-phonon spectrometer II Physical Acoustic / ed. W.P. Manson and R.N. Thurston, Vol. 5, Academic Press, N.Y., 1971 p.1-57.

15. E.S. Sabisky and C.H. Anderson A tunable acoustical phonon detector using Tm2+ in CaF2 II Appl. Phys. Lett. 13, p.214-216 (1968).

16. C.H. Anderson and E.S. Sabisky, Observation of phonons generated by spinlattice relaxation II Phys. Rev. Lett. 21, p.987-990 (1968).

17. C.H. Anderson and E.S. Sabisky, Phonon interference in thin films of liquid helium II Phys. Rev. Lett. 24, p.1049-1052 (1970).

18. E.S.Sabisky and C.H.Anderson, Reflection coefficient of phonons between 15 and 315 GHz at a crystal liquid helium interface II Solid State Commun. 17, 1095-1098 (1975).

19. B. Taylor, H.J. Maris, C. Elbaum, Focusing of phonons in crystalline solids due to elastic anisotropy II Phys. Rev, B 3, p.1462-1472 (1971).

20. D. Marx, W. Eisenmenger Phonon scattering at silicon crystal surface // Z. Phys. B: Condensed Matter 48, p.277-291 (1982).

21. P. Berberich, H. Kinder The Josephson junction a new tunable phonon source with high frequency resolution II Phonon Scattering in Solids / ed. W. Eisenmenger, K. Lassman, S. Dottinger -Springer-Verlag N.Y., Tokyo, 1984 p. 18-25.

22. G.A. Northrop, J.P. Wolfe Phonon imaging: theory and application H Nonequilibrium Phonon Dynamics / ed. W.E. Bron NATO ASI Series v. 124 -Plenum Press, N.Y., London, 1984, p.165-192.

23. M.T.Ramsbey, S.Tamura and J.P.Wolfe, Mode-selective scattering of phonons in a semi-insulating GaAs crystal: A case study using phonon imaging //Phys. Rev. В 46, p.1358-1364 (1992).

24. E. Held, W. Klein, and R.P. Huebener Characterization of single-crystalline GaAs by imaging with ballistic phonons II Z. Phys. В Condensed Matter 75, p.17-19 (1989).

25. A.J. Kent, P.J. King, J. Pohl, S. Chapman, A.V. Akimov, R. Bowman, C. Pegrum Characterization ofhigh-Tc superconducting films by laser imaging H Supercond. Sci. Technol. 4, p.602-605 (1991).

26. V.Narayanamurti, H.L.Stormer, M.A.Chin, A.C.Gossard, and W.Wiegmann, Selective Transmission of High-Frequency Phonons by a Superlattice: The "Dielectric"Phonon Filter II Phys. Rev. Lett. 43, p.2012-2016 (1979).

27. S. Tamura, D.C. Hurley, and J.P. Wolfe, Acoustic-phonon propagation in super lattices II Phys.Rev.B 38, p. 1427-1449 (1988).

28. J.C. Hensel, P.I. Halperin, and R.C. Dynes, Dynamical Model for the Absorptionand Scattering of Ballistic Phonons by the Electron Inversion Layer in Silicon //Phys. Rev. Lett. 51, p.2302-2305 (1983).

29. M.Rothenfusser, J.Kosfer, and W.Dietsche, Phonon-emission spectroscopy of a two-dimensional electron gas II Phys. Rev. В 34, p.5518-5524 (1986).

30. Багаев B.C., Келдыш Jl.B., Сибельдин H.H., Цветков B.A., Увлечение экситонов и электрон-дырочных капель фононным ветром И ЖЭТФ 70, с.702-716 (1976).

31. Зиновьев Н.Н., Иванов И.П., Козуб В.И., Ярошецкий И.Д. Перенос экситонов неравновесными фононами и его влияние на рекомбинационное излучение полупроводников при высоких уровнях возбуждения // ЖЭТФ 84, с.1761-1780 (1983).

32. Максимов А.А., Тартаковский И.И. Распространение и релаксация высокочастотных акустических фононов в тонких кристаллических пластинках // Письма в ЖЭТФ 42, с.458-461 (1985).

33. J. Shah, R.F. Leheny, A.H. Dayem, II emission line in CdS as a phonon spectrometer II Phys. Rev. Lett. 33, p.818-820 (1974).

34. Акимов A.B. и Каплянский A.A Новые эффекты воздействия неравновесных акустических фононов на люминесценцию полупроводников II Изв.АН СССР, сер.физическая т.52, с.731-739 (1988).

35. Акимов А.В., Каплянский А.А., Москаленко Е.С. Увлечение экситонов тепловыми импульсами в кристаллах кремния II ЖЭТФ 94, с. 307-321 (1988).

36. Акимов А.В., Каплянский А.А., Кочка Я., Москаленко Е.С., Стухлик И. Рассеяние терагерцовых фононов в аморфном кремнии и германии // ЖЭТФ 100, с. 1340-1351 (1991).

37. A.V.Akimov , A.A.Kaplyanskii, and E.S.Moskalenko, Phonon wind on excitons in silicon II Physica B, v. 169, p.382-387(1991).

38. A.V. Akimov, A.A. Kaplyanskii, and E.S. Moskalenko Optical studies of nonequilibrium phonons in semiconductors II Die Kunst of Phonons / Proc. of 29th Winter School on Theoretical Physics, ed. T.Paszkiewicz, -Plenum Press, 1994, p.113-128.

39. T. Rambsey, I. Szafarek, G. Stillman, J.P. Wolfe Optical detection of Nonequilibrium phonons in GaAs using excitonic photoluminescence II Phys. Rev. В 49, p. 16427-16440 (1994).

40. A.V. Akimov, E.S. Moskalenko, L.J. Challis, and A.A. Kaplyanskii, Interaction of phonons with 2D exciton gas I I Physica В, 219&220, p.9-12 (1996).

41. A.V. Akimov, and V.G. Shofman, Exciton and free carrier dynamics under conditions of impurity photoionization in epitaxial n-GaAs II J.Luminescence 53, p.335-338 (1992).

42. F.F. Ouali, N.N. Zinov'ev, L.J. Challis, F.W. Sheard, M. Henini, D.P. Stenson, and K.P. Strickland Nonequilibrium Acoustic Phonon-Assisted Tunneling in GaAs/(AlGa)As Double Barrier Devices // Phys. Rev. Lett. 75, p.308-311 (1995).

43. S.A. Cavill, A.V. Akimov, F.F. Ouali, L.J. Challis, A.J. Kent, and M. Henini, Stimulatedphonon emission in superlattices II Physica В 263-264 , p.537-539 (1999).

44. J. Cooper, S. Roshko, W. Dietsche, and Y. Kershaw, Normal-state tunnel junction as a tunable quasimonochromatic phonon source // Phys.Rev.B 50, p.8352-8357 (1994).

45. Мазуренко Д.А., Акимов A.B. Энергетическая релаксация экситонов на акустических фононах в структурах с двойными квантовыми ямами II ФТТ 43, с.719-729 (2001).

46. D.J. Dieleman, E.P.N. Damen, A.F.M. Arts, H.W. de Wijn Generation and propagation of coherent phonon beams П Physica В, 316-317, p.289-291 (2002).

47. М. Hase, М. Kitajima, К. Mizoguchi, S.-i. Nakashima Coherent phonons in bismuth under high-density excitation II Physica B, 316-317, p.292-295 (2002).

48. K. Ishioka, M. Hase, К. Ushida, M. Kitajima Coherent acoustic phonon-defect scattering in graphite II Physica B, 316-317, p.296-299 (2002).

49. D.A. Semagin, S.Y. Dmitriev, T. Shigenari, Y.S. Kivshar, A.A. Sukhorukov Effect of weak discreteness on two-soliton collisions in nonlinear Schrodinger equation II Physica B, 316-317, p.136-138 (2002).

50. S.V. Dmitriev, Y.S. Kivshar, T. Shigenari Fractal structures in multi-soliton collisions II Physica B, 316-317, p. 139-142 (2002).

51. J.-Y. Prieur, J. Joffrin, K. Laszmann Acoustic solitons, phonon echoes, and sound amplification in Si:B at very low temperatures // Physica B, 316-317, p. 125-128 (2002).

52. H.Y. Hao, W. Singhsomroje, H.J. Maris Studies of soliton formation of longitudinal acoustic phonons in crystalline solids // Physica B, 316-317, p. 147-149 (2002).

53. S.N. Taraskin, S.R. Elliott Vibrations in disordered systems // Physica B, 316317, p.81-88 (2002).

54. M. Stroscio, M. Dutta, D. Kahn, K.W. Kim, S. Komirenko Phonons in nanostructures: device applications П Physica B, 316-317, p.8-10 (2002).

55. O. Verzelen, R. Ferreira, G. Bastard, S. Hameau, E. Deleporte, Y. Guldner, H. Sakaki, T. Inoshita Polarons and energy relaxation in quantum dots // Physica B, 316-317, p. 1-7 (2002).

56. Low Dimensional Structures // in Proc. of the 10th International Conference on Phonon Scattering in Condenced Matter, ed. M.N. Wybourn, M.P. Blencowe, W.E. Lawrence III, M.E. Msal, Physica В 316-317, p. 198-239 (2002).

57. M. Cardona Recent developments in phonon physics: overview and future outlook /I Physica В 316-317, p.21 -26 (2002).

58. R. Fiederling, M. Keim, G. Reuscher, W. Ossau, G. Schmidt, A. Waag and L.W. Molenkamp, Injection and detection of a spin-polarized current in a light-emitting diode II Nature 402, p.787-790 (1999).

59. А. Абрагам, Б. Блини Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов II под ред. С.А. Альтшулера и Г.В. Скроцкого, М: Мир 1972.

60. Комаров А.В., Рябченко С.М., Жеру И.И., Иванчук Р.Д., Терлецкий О.В., Магнитооптические исследования и двойной оптико-магнитный резонанс экситонной полосы в CdTe.Mn//ЖЭТФ 73, с.608-618 (1977).

61. Рябченко С.М, Гигантское спиновое расщепление экситонных состояний и оптическое детектирование магнитного резонанса в кристаллах А2В6с магнитными примесями II Изв. АН СССР (сер. физ.) 46, с.440-445 (1982).

62. N.B. Brandt and V.V. Moshchalkov, Semimagnetic semiconductors II Advances in Physics 33, p.193-256 (1984).

63. J.K. Furdyna, Diluted magnetic semiconductors II J. Appl. Phys. 64, p.R29-R64 (1988).

64. T. Dietl, Diluted magnetic semiconductors II in: Handbook of semiconductors, Vol.3b, ed. by S. Mahajan -North-Holland, Amsterdam 1994 p.1252-1342.

65. Diluted magnetic semiconductors ed. by J.K. Furdyna and J. Kossut, Vol.25 in series Semiconductors and Semimetals, -Academic Press, London 1988 p.l-460.

66. Diluted magnetic semiconductors ed. by M. Jain -World Scientific, Singapore 1991)p.l-380.

67. Братусь В.Я., Зарицкий И.М., Кончиц Г.С., Пекарь Г.С., Шанина Б.Д. Спин-решеточная релаксация CdS:Mn2+ Н ФТТ 18, с.2311-2318 (1976).

68. J.A. Gaj, R. Planel, and G. Fishman, Relation of magneto-optical properties of free excitons to spin alignment of Mn ions in (Cd,Mn)Te II Solid State Commun. 29, p.435-438 (1979).

69. B.E. Larson, K.C. Hass, and R.L. Aggarwal, Effects of internal exchange fields on magnetization steps in diluted magnetic semiconductors II Phys. Rev. В 33, p.1789-1796 (1986).

70. S. Oseroff and P.H. Keesom, Magnetic properties: Macroscopic studies // Semiconductors and Semimetals Vol.25, ed. by J.K.Furdyna and J.Kossut, -Academic Press, London 1988 p.73-123.

71. B.E. Larson, K.C. Hass, H. Ehrenreich, and A.E. Carlsson, Exchange mechanisms in diluted magnetic semiconductors /I Solid State Commun. 56, p.347-350 (1985).

72. B.E. Larson, K.C. Hass, H. Ehrenreich, and A.E. Carlsson, Theory of exchange interactions and chemical trends in diluted magnetic semiconductors II Phys. Rev. B. 37, p.4137-4158 (1988).

73. B.E. Larson, and H. Ehrenreich, Anisotropie superexchange and spin-resonance linewidth in diluted magnetic semiconductors // Phys.Rev.B. 39, p. 1747-1759 (1989).

74. D. Sealbert, Spin-lattice relaxation in diluted magnetic semiconductors II Phys. Status Solidi (b) 193, p. 189-204 (1996).

75. C.M. Рябченко, Ю.Г. Семёнов, Эффекты спиновой корреляции электронного центра большого радиуса в магнитосмешанном полупроводнике // ЖЭТФ 84, с.1419-1431 (1983).

76. A.A. Sirenko, Т. Ruf, М. Cardona, D.R. Yakovlev, W. Ossau, A. Waag, and G. Landwehr, Electron and hole g-factors measured by spin-flip Raman scattering in CdTe/(Cd,Mg)Те quantum wells // Phys. Rev. В 56, p.2114-2119 (1997).

77. K. Cho, W. Dreybrodt, P. Hiesinger, S. Suga, and F. Willmarm, Magneto-optics of free and bound excitons in CdTe // Proc. 12th Int. Conf. Physics of Semicond., ed. by M.H. Pilkuhn -Teubner, Stuttgart, Germany, 1974, p.945-952.

78. Рябченко C.M., Семёнов Ю.Г., Терлецкий O.B., Уширение экситонных линий в магнитосмешанном полупроводнике (Cd,Mn)Te флуктуациями состава // ФТТ 10, с.2901-2908 (1985).

79. A. Golnik, J. Gaj, М. Nawrocki, R. Planel, and C. Benoit a la Guillaume, Optical observation of a magnetic molecule in (Cd,Mn)Te I I J. Phys. Soc. Japan, Suppl. A49, p.819-822 (1980).

80. D. Heiman, P. Beda, R. Kershaw, D. Ridgley, K. Dwight, A. Wold, and R.R. Galazka, Field-induced exchange effects in (Cd,Mn)Te and (Cd,Mn)Se from photoluminescence measurements II Phys. Rev. В 34, p.3961-3969 (1986).

81. W. Ossau, U. Zehnder, B. Kuhn-Heinrich, A. Waag, Т. Litz, G. Landwehr, R. Hellmann, and E.O. Gobel, (Cd,Mg)Te: A new promissing barrier material to CdTe based heterostructures II Superlattices and Microstructures 16, p.5-10 (1994).

82. B. Kuhn-Heinrich, W. Ossau, T. Litz, A. Waag, and G. Landwehr, Determination of the band offset in semimagnetic CdTe/(Cd,Mn)Te quantum wells: A comparison of two methods II J. Appl. Phys. 75, p.8046-8052 (1994).

83. B. Kuhn-Heinrich, W. Ossau, H. Heinke, F. Fischer, T. Litz, A. Waag, and G. Landwehr, Optical investigation of confinement and strain effects in CdTe/(Cd,Mg)Te quantum wells II Appl. Phys. Lett 63, p.2932-2934 (1993).

84. H. Mariette, F. Dalbo, N. Magnea, G. Lentz, and H. Tuffigo, Optical investigation of confinement and strain effects in CdTe/(Cd,Zn)Te single quantum wells II Phys. Rev. B 38, p. 12443-12448 (1988).

85. D.R.Yakovlev, Two dimensional magnetic polarons in semimagnetic quantum well structures I I Festkoerperprobleme / Advances in Solid State Physics 32, ed. by U.Roessler -Vieweg, Braunschweig 1992, p.251-264.

86. W.J. Ossau and B. Kuhn-Heinrich, Dimensional dependence of antiferromagnetism in diluted magnetic semiconductor heterostructures II PhysicaB 184, p.442-431 (1993).

87. D.R. Yakovlev, G. Mackh, B. Kuhn-Heinrich, W. Ossau, A. Waag, G. Landwehr, R. Hellmann, and E.O.Gobel, Exciton magnetic polarons in short-period CdTe/(Cd,Mn) Te superlattices II Phys.Rev.B 52, p. 12033-12038 (1995).

88. G.Mackh, W.Ossau, D.R.Yakovlev, G.Landwehr, R.Hellman, E.O.Göbel, T. Wojtowicz, G.Karczewski, and J.Kossut, Exciton magnetic polarons in CdTe/(Cd,Mn)Te quantum wells with high manganese contents H Solid State Commun. 96, p.297-304 (1995).

89. T.Wojtowicz, G.Karczewski, and J.Kossut, Excitons in novel diluted magnetic semiconductor quantum structures II Thin Solid Film 306, p.271-283 (1997).

90. D.R.Yakovlev, K.V.Kavokin, I.A.Merkulov, G.Mackh, W.Ossau, R.Hellman, E.O.Gôbel, A.Waag, and G.Landwehr, Picosecond dynamics of magnetic polarons governed by energy transfer to the Zeeman reservoir // Phys.Rev.B 56, p.9782-9788 (1997).

91. T.Dietl, P.Peyla, W.Grieshaber, and Y.Merle d'Aubigne, Dynamics of spin organization in diluted magnetic semiconductors II Phys.Rev.Lett. 74, p.474-477(1995).

92. E.O.Gôbel, R.Hellmann, G.Mackh, D.R.Yakovlev, W.Ossau, A.Waag, and G.Landwehr, Picosecond dynamics of magnetic polarons in semimagnetic quantum well structures // Materials Science Forum, 182-184, p.519-5241995) (Trans Tech Publication, Switzerland).

93. T.Strutz, A.M.Witowski, and P.Wyder, Spin-lattice relaxation at high magnetic fields II Phys.Rev.Lett 68, 3912 (1992).

94. Z.Xin, F.F. Ouali, L.J.Challis, B.Salce, T.C.Cheng, Phonon scattering by impurities in semi-insulating GaAs wafers // Physica В 219&220, p.56-581996).

95. Акимов A.B., Каплянский A.A., Погарский M.A., Тихомиров В.К., Исследование кинетики испускания субтерагерцовых акустических фононов из области горячего пятна в кристаллах арсенида галлия II Письма в ЖЭТФ 43, с. 259-262 (1986).

96. S.A. Basun, S.P.Feofïlov, А.А. Kaplyanskii, and W.M.Yen, Transport and dynamics of nonequilibrium phonons in single-crystal ruby fibers II Phys. Rev. Lett 67, p.3110-3112 (1991).

97. O.Koblinger, E.Dittrich, U.Heim, M.Welte, and W.Eisenmenger, in: Phonon Scattering in Condensed Matter, ed. W.Eisenmenger, K.Lassman, and S.Dottinger (Springer-Verlag, Berlin, 1984) pp.209-211.

98. Халатников И.М. Теплообмен между твердым телом и гелием II II ЖЭТФ. 22, с.687-704 (1952).

99. X. Wang, М. Dahl, D. Heiman, P.A. Wolf, and P. Becla, Spin-lattice relaxation of spin pairs in CdSe:Mn by the Dzyaloshinski-Moria exchange interaction II Phys. Rev. В 46, p. 11216-11219 (1992).

100. F.M. Lay, and A.V. Nolle Paramagnetic resonance and relaxation and dielectric loss in CaF2 crystals containing Mn2+, OH- and oxygen II Phys. Rev. 163, p.266-274 (1967).

101. G.R. Wagner, J. Murphy, and J.G. Castle Jr. Spin-lattice relaxation of Mn2Jrin hexagonal CdS below 4.2. КII Phys. Rev. В 8, p.3103 -3111 (1973).

102. Малявкин A.B., Дремин A.A. Насыщение ЭПР и экситонная люминесценция в Cd.xMnxSe II Письма в ЖЭТФ 42, с. 95-97 (1985).

103. D. Scalbert, J. Chernogora, and С. Benoit a la Guillaume, Spin-lattice relaxation in paramagnetic CdMnTe 11 Solid State Commun. 66, p.571-574 (1988).

104. V. Bindilatti, T.Q. Vu, and Y. Shapira, Phonon bottleneck in the spin relaxation of dilute magnetic semiconductors new model for the narrowing of the magnetization steps in pulsed fields II Solid State Commun. 77, p.423-426 (1991).

105. T. Strutz, A. M. Witowski, R. E. M. de Bekker, and P. Wyder, Pick-up coil as a tool of measuring spin-lattice relaxation under electron spin resonance condition at high magnetic fields // Appl. Phys. Lett. 57, p.831-833 (1990).

106. W. Farah, D. Scalbert, M. Nawrocki Magnetic relaxation studied by transient reflectivity in Cd}.xMnxTe II Phys. Rev. В 53, p.R10461-R10464 (1996).

107. M.M. Kreitman and D.L. Barnet, Probability tables of foreign atoms in simple lattice assuming next-nearest-neighbor interactions II J. Chem. Phys 43, p.364-371 (1965).

108. S.E. Barnes Theory of electron paramagnetic resonance of ions in metals II Adv. Phys. 30, p. 801-938 (1981).

109. T. Story, C.H.W. Swüste, P.J.T. Eggenkamp, H.J.M. Swagten, and W.J.M. de Jonge, Electron paramagnetic resonance Knight shift in semimagnetic (diluted magnetic) semiconductors //Phys. Rev. Lett. 77, p.2802-2805 (1996).

110. G.V. Astakhov, V.P. Kochereshko, D.R. Yakovlev, W. Ossau, J. Nürnberger, W. Faschinger, and G. Landwehr, Oscillator strength of trion states in ZnSe-basedquantum wells //Phys. Rev. B 62, p. 10345-10352 (2000).

111. T. Wojtowicz, M. Kutrowski, G. Karczewski, and J. Kossut, Modulation-doped Cdi xMnxTe/Cdj yMgyTe quantum well structures with spatial in-plane profiling of the well width and the doping intensity II Appl. Phys. Lett. 73, p.1379-1381 (1998).

112. P. Kossacki, J. Cibert, D. Ferrand, Y. Merle d'Aubigne, A. Arnoult, A. Wasiela, S. Tatarenko and J. A. Gaj, Neutral and positively charged excitons: A magneto-optical study of a p-doped Cd^xMnxTe quantum well // Phys. Rev. B 60, p.16018-16026 (1999).

113. S.I.Gubarev, V.D.Kulakovskii, M.G.Tyazhlov, D.R.Yakovlev, A.Waag, and G.Landwehr Radiative recombination of free and bound excitons in CdMnTe/CdMgTe quantum wells // Annales de Physique, Colloque C2, supplement au n. 3, 20, p.C2-137 C2-142 (1995).

114. F.J. Teran, M.L. Sadowski, M. Potemski, D.K. Maude, G. Karczewski, S. Mackowski, J. Jaroszynski, Two-dimensional electron gas coupled to Mn2+ ions: a magneto-optical study of CdMnTe/CdMgTe MDQWs II Physica E 6, p.775-778 (2000).

115. J. X. Shen, Y. Oka, W. Ossau, F. Fischer, A. Waag, and G. Landwehr, Enlarged paramagnetism by electron-electron exchange interactions in n-type modulation doped Cd/-xMnxTe/Cdjx.yMnxMgyTe single quantum wells II J. Appl. Phys. 85, p.5947-5949 (1999).

116. G. Pikus and A.N. Titkov, Spin relaxation under optical orientation in semiconductors II Optical Orientation / edited by F. Meier and B.P. Zakharchenya -North-Holland, Amsterdam, 1984, Vol. 8, p.73-132.