Магнитные состояния лантаноидов и марганца в соединениях A3B5 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Штельмах Константин Федорович

МАГНИТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ЛАНТАНОИДОВ И МАРГАНЦА В СОЕДИНЕНИЯХ А3В5

Специальность:!) 1.04 07 - физика конденсированного состояния

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Вадим Фадеевич Агекян доктор физико-математических наук, профессор Алексей Тихонович Гореленок доктор физико-математических наук, профессор Александр Иосифович Мелькер

Ведущая организация Санкт Петербургский государственный электротехнический университет.

Защита состоится 19 октября 2005 года в 16 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.229.05 в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете по адресу:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГПУ

Автореферат разослан 15 сентября 2005 года Ученый секретарь

диссертационного Совета доктор физ.-мат наук, профессор

Ю.Ф. Титовец

3

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Создание приборов спинтроники предполагает получение кристаллов, магнетизм которых определяете) наличием магнитных примесей, связанных обменным взаимодействием. К числу требований, предъявляемых к новым материалам спинтроники, следует отнести высокую температуру Кюри и достаточную для применений подвижность Последнее обстоятельство определяет основное направление поисков новых материалов среди соединений А3В5, легированных элементами переходных групп, причем предпочтение 01 дается I-руине железа

Макроскопические магнитные свойства материала зависят от ряда причин. Во-первых, механизм обменного взаимодействия, как и величина обменного интеграла, а следовательно и температура Кюри, определяются величиной магнитного момента примеси, а также протяженностью волновой функции примеси, то есть ее структурой [1]. Во-вторых, возможность реализации обмерного взаимодействия, охватывающего всю легированную область, зависит от максимальной концентрации введенной примеси.

Отмеченные обстоятельства делают актуальными исследования не только непосредственно взаимодействий глубоких примссей, но и одиночных глубоких примесных состояний. Следует отметить, что в начале 1980-х годов при использовании стандартных технологий А - элементы были в значительной степени исследованы даже в плане получения полумагнигною материала, а единственным с] - эпементом, о природе нейтрального состояния которого можно было лишь догадываться, являлся марганец [1] Вместе с тем, значительными по величине магнитными моментами помимо с1 - элементов обладают практически все ионы лантаноидов (Г элеменш). С этой точки зрения их использование могло бы обеспечить получение нового полумагнитного полупроводника. Однако, к моменту начала работы о состояниях лантаноидов или их растворимости в соединениях АЭВ5 не было известно вообще ниче! о

Таким образом, исследования глубоких состояний, образованных лантаноидами и марганцем в соединениях А3В5 представлялись актуальными. В настоящий момент актуальность данных исследований подтверждается как многочисленными исследованиями оптических свойств материалов, летированных лантаноидами, так и настоящим прорывом в получении и изучении полумагнитных полупроводников.

полученных при легировании марганцем [2]

Цель диссертационной работы заключалась в определении электронной структуры ценгров, образованных лантаноидами и марганцем, введенными в соединения А3В5 в концентрациях максимальных для стандартных методов легирования, и исследовании их взаимодействий друг с другом, матрицей кристалла и оста!очными неконтролируемыми примесями.

Исследование взаимодействий ма1нишых примесей подразумевает либо получение параметров взаимодействия, в гом числе обменного, либо возможность прогнозирования свойств полумагнитного материала Методы решения задач отличаются от общепринятых для глубоких ценгров принципиальной необходимостью использования локально чувствительных методов таких как электронный парамагнитный резонанс (ЭНР) или фотолюминесценция (ФЛ) Выбор фосфида индия как модельного кристалла для введения лашаноидов определялся возможностью получения их максимальной концентрации как примесей ¡амещения в силу близости ионных радиусов индия и лантаноидов В свою очередь, анализ спектров ЭПР марганца именно в арсениде галлия упрощается наличием сверхтонкой сгруктуры, что также определило выбор кристалла.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

определить зарядовые и спиновые состояния примесных центров лантаноидов в крисгалле 1пР. включая определение структуры волновой функции лантаноидов, точнее оценку гибридизации функции Г электроноь с зонными состояниями, а также определить энергетическую структуру центров РЗЭ по спектрам ФЛ;

выявить, идентифицировать и, по возможности, параметризовать обменно связанные примесные сосюяния, образованные лантаноидами в фосфиде индия,

идентифицировать и исследовать одиночные примесные состояния марганца в арсениде галлия различных типов проводимости, включая построение модели ней грально! о центра;

исследовать динамику ценгров марганца, в том числе спин фононного взаимодействия нейтрального центра,

исследовать взаимодействия раыжчных центров марганца в арсениде галлия, включая прогнозирование свойс I в сильно легированных мар! анцем крис галлов ОаАз

Научная новизна работы определяется следующим-

Исследованы состояния ряда лантаноидов и их взаимодейст вия в одной кристаллической матрице, что позволило сформировать досрочно общую картину их поведения в полупроводнике Определены компоненты тензора обменного интеграла, характеризующего связь между атомами европия

Обнаружены и идентифицированы нейтральное и межузельнос состояния марганца в арсениде галлия. Сформулирована и доказана состоя!ельность модели нейтрального центра марганца в ОаЛв Определена симметрия и исследована динамика нейтральных центров.

Обнаружены процессы перезарядки центров марганца в арсениде 1аплия Покашно, что в диапазоне температур - 100 К изменение зарядовых состояний марганца связано с изменением концентрации свободных дырок и, следовательно, ограничивает получение высокой температуры Кюри слоев ОаАз:Мп, являющихся одним из самых техноло! ичных материалов спин фоники.

Защищаемые положения:

1 Характер химической связи лантаноида с решеткой практически ионный, а именно, степены ибридизации функций с состояниями разрешенных юн порядка 5-10"2

2 Н фосфиде индия европий образует магнитные состояния в виде обменно связанных пар ионов Ей О Ей, в которых обладает зарядовым состоянием Еи2+ Ориентация оси связи между ионами -'110>. Тип упорядочивания спинов в паре ферромагнитный Характерное значение величины обменного интеграла 1.8 см"'.

3 Диффузия доноров и лантаноидов в процессе старения кристалла 1пР, легированного иттербием, определяет появление на начальной стадии деградации аксиальных центров иттербия, а на завершающем этапе областей со спонтанной поляризацией магнитных моментов Характер выстраивания магнитных моментов в поляризованных областях подобен выстраиванию в спиновом стекле

4 Нейтральное состояние марганца в арсениде галлия образуется за счет локализации дырки на атомном остове марганца, обладающем конфигурацией (Г Электронная плотность дырки нейтральною центра марганца в ваЛв локализована на а г омах первой координационной сферы Динамика взаимодействия нейтрального состояния центра марганца с кристаллом характеризуется значительной нелинейностью

5 Сильно легированные кристаллы ОаАв'Мп содержат межузельные центры марганца. Комплексы, образованные с участием межузельных центров марганца в ОаАз, ответственны за перезарядку узельных центров марганца при изменении температуры В свою очередь, перезарядка узельных центров может ограничивать температуру Кюри сильно легированных кристаллов, содержащих -- 1О20см"3 марганца

Практическая ценность работы подтверждается совокупностью полученных результатов:

Впервые исследованы состояния ряда лантаноидов в фосфиде индия. Определены максимальные концентрации лантаноидов в кристаллах при температурах рос га приближающихся к температуре плавления. Показана возможность получения полумагнитных кристаллов при вхождении обменно сия ta» пых пар примесных ai омов европия в фосфид индия Данный материал может быть использован в приборах спинтропики до гемнерагуры жидкою ajoia

Изучены особенности температурного поведения состояний марганца, влияние концентрации примеси на свойства кристаллов. Определенные свойства могут быть использованы также при проектировании фотоприемников ИК диапазона.

Показана принципиальная невозможность получения низкоомных кристаллов сфеенида галлия, лег ированных Mapi анцем.

Можно ошегигъ, чю указанные задачи были поставлены и решены впервые, а проблемы, связанные с решением них задач, постоянно обсуждаются в связи с исследованием новых материалов для спинтроники и эффективных источников света с темпера! урно независимой длиной волны излучения.

Апробация работы Основные результаты диссертации докладывались на'

III Всесоюзной конференции по физико-химическим основам легирования полупроводниковых материалов. Москва, 1975; Всесоюзной конференции по фишке соединений А3В5. Москва, 1978; V всесоюзной конференции по физ -хим. основам легирования полупроводниковых материалов. Москва, 1982 г; VII Всесоюзном симпозиуме по спектроскопии кристаллов, легированных ионами редкоземельных и переходных металлов. Ленинград, 1982; Всесоюзном совещании "Фосфид индия в полупроводниковой электронике" Кишинев, 1985; VIII Всесоюзном Феофиловском симпозиуме по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземетьных и переходных металлов. Свердловск, 1985; X Всесоюзной конференции по физике полупроводников, Минск, 1985; II Всесоюзной конференции "Кванговая химия и спектроскопия твердого тела" Свердловск. 1986, II Всесоюзной конференции "Фишческие основы надежности и деградации полупроводниковых приборов" Кишинев, 1986; XI Всесоюзной конференции по физике полупроводпиков 1988, Кишинев. IX Всесоюзном симпозиуме по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов Ленинград, 1990, NCDS-1, Defect and Diffusion Forum vols 199"?; II Российской конференции по физике полупроводников, Зеленогорск, 1996.

Публикации По ма!ериалам диссер|ацич опубликовано 34 работы

Структура и объем рабогы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и библиографии. Она содержит 211 страниц, включая 63 рисунка, 11 таблиц и 159 наименований библиографии.

Содержание работы Во введении обосновывается актуальность работы, формулируются ее цели и задачи, определяется ее научная и практическая ценное гь и приводятся основные положения, выносимые на защиту.

Глава 1 носит методический характер. В ней содержится краткое описание методов измерений, включая рассмотрение наиболее трудоемких, по часто используемых расчетных процедур геории ЭПР и теории парамагнитной релаксации Дана сводка приведения углов, используемая при рассмотрении угловых зависимостей ЭПР Mai нитно неэквивалентных центров, таблица температурных зависимостей, соответствующих основным механизмам спин-решеточной релаксации, рассмотрены общие положения теории кросс-релаксации.

В главе 2 излагаются результаты исследований ЭПР магнитных состояний, созданных при легировании фосфида индия лантаноидами, определяется спектр энергетических состояний, созданных иттербием в фосфиде индия

Основные положения данной части работы сформулированы в значительной степени на примере иттербии. Это определилось сравнительной полнотой полученных результатов, а также максимальным значением концентрации введенного иттербия

Параметры спинового гамильтониана, описывающего спектр ЭПР (g - фактор и постоянная сверхтонкой и суперсверхтонкой структуры), а также ширина линии, чувствительны к изменению спиновой плотности на собственном ядре и на ядрах атомов окружения (лигандов) Анализ этих параметров позволяет оценить локализацию функции f электронов на лигандах, то есть гибридизацию f- функций с функциями лш андон или состояниями зон разрешенных энергий.

Вид спектров ЭПР лантаноидов в fnP, зарегистрированных непосредственно после получения кристаллов, свидетельствует о кубической или слабо искаженной кубической симметрии окружения центра за исключением европия Параметры спинового гамильтониана: g- фактор или компоненты g -тензора, постоянные сверхтонкой структуры А и суперсверхтонкой структуры В, приведены в таблице 1 вместе с неприводимым представлением основного состояния НП, шаченисм ширины линии ЭПР ДЯРР, параметрами начального расщепления 6S - состояния гадолиния в кубическом кристаллическом поле с и d, а также максимальными обнаруженными концентрациями гантаноидов Можно отметить, что со временем спектр ЭПР исходно кубического иона

УЬ3' изменяется и становится аксиальным Параметры аксиального центра также приведены в таблице 1

Определение степени гибридизации Г-электронов с состояниями разрешенных зон основано на сопоставлении сдвига g фактора относительно расчетного значения, полученною для иона лантаноида, занимающего узел в решетке нужной симметрии (для фосфида индия - место атома индия с симметрией ТсГ). Значения g - фактора в отсутствии гибридизации для всех простейших решеток определены [3] Значение сдвига g - фактора должно учип.тать гибридизацию с функциями лигандов и включает, кроме того, значение сдвига, связанное с дейс гнием кристаллического поля, смешивающего состояния основное и орбитально отщепленное [4]

Длт-Д^ + Ай, (1)

где Ае - — - сдвш е - фактора, определяемый примешиванием

а 7л/3 7

возбужденного состояния Здесь параметр смешивания а определяется расстоянием до возбужденного состояния АЕ, определяемым спин - орбитальным взаимодействием и матричным элементом от) оператора кристаллического поля Не, определенным на основном и возбужденном состояниях

а = а, |Г„ >=~л/3(564 +42Ь6). (2)

А£ 7

Сдвиг g - фактора А^, определенный ковалентностью связи равен:

3я-д?. = -3(2-д)(1- к), (3)

где £ - 3,291 -g - фактор иона УЪ,+ в 1пР, gJ- 1,141 фактор Ланде

При использовании параметров кристаллического поля, определенных из анализа

спектра люминесценции Ь4 - (4.2 + 01) см"1 и Ъц ~ (2 3 1 0 1) см 1 [5], получается величина,

практически совпадающая с локализацией f - функции на атомах первой

координационной сферы 1 - к - (51 + 1 101 Полученное значение на порядок меньше

локализации, например. с1 эпектронов на атомах индия в фосфиде индия Кроме того, она

не сильно отличается от аналогичного значения 1 - к = 0,016, полученного для центра

УЬ3+ в кристалле с преимущественно ионной связью СаК [6] Результаты измерений

параметров спектров ЭПР других лантаноидов в 1пР 1акже приведены в табчице 1

К тем же результатам можно прийти, анализируя у! новую зависимость ширины тинии

ЭПР изотопов иттербия с нулевым спином ядра Ширина линии ЭПР определяется

шачениями магнитных полей, действующих на Г электроны со с троны ядер окружения

Формальная часть такого анализа приведена во многих монографиях [4, 7| и включает в

себя модель, учитывающую симметрию центра и ближайшего окружения, а гакже форм}

отдельного перехода Последняя зависит от природы уширения каждого перехода и в предельных случаях может соответствовать лоренцевой или гауссовой форме Гауссова форма появляется вследствие неоднородного уширения линии отдельного перехода даже при обычном учете суперсверхтонкого взаимодействия с атомами второй координационной сферы Лоренцева форма, как и всегда, свидетельствует о действии быстрых процессов с участием спинов то есть быстрой спин решеточной релаксации Применительно к результатам, приведенным в таблице 1, следует сказать, что параметры ЭГ1Р кубических центров иттербия удается получить лишь при использовании гауссовой формы отдельного перехода, а аксиальных - только в лоренцсвом представлении

Таблица 1.

Параметры спектров ЭПР лантаноидов в соединениях А3В;

Центр НП £-фактор А, 10" см-1 В, I с АНрр, I с к п, см3

1пР:УЬ3+ кубический г6 3.291 886 (УЬ1") 247 (УЪ173) 3 4 9 <0.05 10'*

1пРУЬ3+ аксиальный г6 "3.09(11) 3.39(1) 910(УЪ171) 249 (УЪ173) 01(11) 12(1) 12 0 05 10" (тМосЮ20)

1пРЕг3+ аксиальный г7 5.699(11) 5 954(1) 210 (Ег167) - 12 - 10"

[пР-ОсР кубический 1.985 с = 38.6 с1 = - 0.06 12 ю17

В случае аксиального искажения центра иттербия в фосфиде инбия показано, чго источником искажения является наличие донора, замещающего атом первой координационной сферы.

Разница неприводимых представлений, соо1ветствующих симметрии функции донора а\ и симметрии ( - функций иттербия аг, I\ и однозначно объясняет причину несопоставимости значений компонент тензора суперсверхтонкого взаимодействия В | и В;.

Таким образом, полученные значения параметров спин - 1амильгониана показывают, что в соединениях А3В5 вне зависимости от типа проводимости кристалла лантаноиды (кроме европия) создают электронные состояния, проявляя валентность 3+ Сосюяния характеризуются малой степенью гибридизации функции Г - электронов с функциями лигандоа

Проведенный анализ электронных состояний ипербия в фосфиде индия в полной мере не может состояться без привлечения к рассмотрению результатов исследования

внутрицентровой ((-() люминесценции Люминесценция наблюдалась лишь при легировании крисгалла ипербием Эю тем бочее удивительно, что оба исследованных центра, способных участвовать в люминесценции, - иттербий и эрбий, -обладают практически одинаковой электронной структурой и симметрией (табл 1), а разница их концентраций составляет лить один порядок величины.

Схема расщеплений уровней иона УЬ34 в поле ТЛ, соответствующая спектру (ФЛ)

приведена на рис 1 Расщепление соответствует случаю слабого кристаллического поля, то есть в основном определяется спин-орбитальным взаимодействием.

Вырождение термов и '\:\а

снимается кристаллическим полем тетраэдрической симметрии

Неприводимые представления

полученных состояний 16, Г8, Г7, Г8', 1б'.

Последовательность представлений соответствует последовательности

уровней, созданных кристаллическим полем и расположенных снизу вверх 01 уровня основного сосюяния.

Полученные расщепления вполне согласуются с энергией Д (48 + 04) мэВ, полученной при исследованиях спин - решеточной релаксации центра иттербия в 1пР (см ниже). По результатам рассмотрения энерг ий переходов ФЛ эта величина соответствует расстоянию между первым и вторым по счету уровнями

Глава 1 посвящена рассмотрению макроскопического магнетизма фосфида индия сильно легированного лантаноидами. Причина появления магнитных свойств связана с существенной концентрацией примеси иттербия (табл.1) и европия. Например, значение дипольиой ширины линии отдельного перехода аксиального центра иттербия равно 12 Гс Соответствующая локальная концентрация центров равна ~Ю20см"3

Фак1 существования макроскопической намагниченности кристаллов, содержащих аксилтные центры иттербия, подтверждается исследованиями спин-решеточной релаксации (СРР).

7?/2-10000см '

Г' 10018

Г,'

102

38 0

Рис 1 Схема расщепления уровней иона УЬ3+ в поле I¡1 Правые колонки неприводимые представления и энер!ии (см-1).

Сравнение температурных

зависимостей скорости СРР аксиальных и кубических центров иттербия (рис 2) показывает их тождественность в области низких температур, что говорит об идентичности релаксирующих центров Релаксация кубических центров иттербия определяется механизмом Орбаха-Аминова [8], то есть температурная зависимость скорости СРР

экспоненциальна:

т;'^Ашехр(~&/кТ) (4)

где Аод-константа процесса, определяемая параметрами кристалла, Д-энергия состояния центра, резонансного с дебаевским спектром

Характерное плато на температурной зависимости скорости СРР аксиального центра (рис.2) с очевидностью указывает на действие кросс-релаксации. В сочетании с возможностью моделирования спектра аксиальною центра лоренцевой формой это указывает на существование центров иттербия, обладающих скоростью СРР гораздо большей скорости кубических центров. Естественно предположить, что большая скорость СРР определяется существованием состояний типа спиновою стекла, то есть состояниями, обладающими непрерывным набором времен релаксации от нуля до времени, сопоставимого с возрастом вселенной [9].

Значения времен релаксации -1 сек получены на кристаллах, содержащих аксиальные центры, при исследовании нерезонансного нестационарного поглощения.

Условием получения нестационарного поглощения является намагничивание образца во внешнем поле не менее 1200 I с с последующим быстрым уменьшением поля до нуля. Регистрация нерезонансного поглощения и виде пика при значении поля 160 Г с производилась при различных скоростях развертки поля При измерениях растущее поле останавливалось при значении 160 Гс и измерялось время, за которое сигнал возвращался к стационарному уровню.

Различие времен релаксации, полугенных в этих измерениях, также свидетельствует об участии в нестационарном поглощении областей со спин - стекольным характером упорядочивания спинов. Условие появления дополнительного нерезонансного

п 1 о г

19 20 31 77

Температура 10/К

Рис.2. Температурная зависимоетт изменения ширины линии,

пропорциональная скорости спин решеточной релаксации кубических центров иттербия (1) и аксиальных (2).

поглощения не менялось до температуры 30 К Можно предположи )ь, что данная температура соответствует температуре замораживания стекла

Учитывая, что аксиальные центры иттербия с существенной локальной концентрацией, а также обченно - связанные образования типа спиновою стекла, появляются в кристаллах в процессе их хранения, можно сделать вывод о диффузии примесей в области скопления иттербия при комнатной температуре.

Состояния европия в ЫР Наиболее ярко возможность появления магнитно поляризованных областей в фосфиде индия, легированном лантаноидами, проявилась при исследовании состояний, созданных при легировании кристаллов европием В подавляющем большинстве соединений европий проявляет валентность 11, отдавая на образование химической связи два электрона внешней оболочки Поэтому состояние европия, замещающею атом третьей группы, может харакюризоваться электронной конфигурацией 4/ 7 Это возможно, если совместно с европием в кристалл входит соответствующий зарядовый компенсатор

При высоких температурах наблюдалась широкая одиночная линия ЭГ1Р (рис 3), характеризуемая параметрами § - 1.90 ± 0 01 и Д#р[) ~ 800 1с. При понижении температуры линия сдвигается в сторону малых полей и, сужаясь, распадается на ряд дополнительных компонент Температурная зависимое 1Ъ заселенности состояний с 8/=1 и Бг- 2 (рис.4) обладает характерным максимумом, свидетельствующим об образовании малых обменно связанных комплексов, состоящих из четного числа магнитных ионов.

РисЗ Ишенеиия вида спектра ЭПР рис4 Температурная зависимость европия н фосфиде индия при различных заселенное .и состояний обменно связанных

2000 ЭДОО 4000 5000 вООО Магнитное поле Ге

а в ю Температура К

\г 12

темпера гурах,

пар европия с различными Я?

Образование обменно связанных областей подтверждается результатами исследований спектра у - резонанса на ядрах ]stFu Сдвиг линии не зависит от температуры Fro

г 2+

значение подтверждает зарядовое состояние европия fcu , участвующего в попощении

При понижении температуры до 5 К одиночная линия расщепляегся на ряд эквидистантных линий, соответствующих появлению сверх гонкого магнитного поля, созданно! о упорядоченными электронными спинами

Аналогичный результат получен при проведении магнетохимических измерений Температурные зависимости статической магнитной восприимчивости описываются законом Кюри - Вейсса

Z = -^—> (5)

Л Т в

где постоянная Вейсса равна для образцов с концентрацией европия ~ 2-1018 см3 0 = - 6 К (антиферромагнитный порядок упорядочения), а для образцов с концентрацией европия 2 Ю20 см'3 в= + 9 К (ферромагнитный порядок упорядочения).

Состав обменно связанных пар определен по результатам исследований рентгеновского структурного анализа и оже - спектров. Показано, что при введении европия решетка фосфида индия остается кубической транецентрированной. но постоянная решетки с увеличением содержания европия уменьшается

Таблица 2.

Постоянные решеток исследованных образцов и некоторых халькогенидов европия

Матрица Постоянная решетки а, А Литература

InP (нелегированный) 5 8687 + 0 0001

InP.Eu, [Ни]- 2 1018 см"3 5.8680 ± 0 0002 -

1пР:Еи, (Ей|=2-10™ cm j 5 8660 -ь 0 0004 -

ЕиО 5 143 |10]

EuS 5.969 [10]

ЕиТс 6.5Я5 [10]

Единственным соединением европия и халькогенида, обладающим элементарной кубической ячейкой с размерами меньшими размеров ячейки фосфида индия, является оксид европия В совокупности с данными анализа спектров ожс-электронов это означает что наиболее вероятным спутником европия в кристалле является кислород

Эти результаты дополняют и конкретизируют результаты магнитных исследований и >, халькогенидов европия только ЕиО и Еив являются ферромагнитными и только ЕиО обладает постоянной решетки меньшей, чем постоянная решетки 1пР Кроме того, халькогены в соединениях А3В5 являются донорами, то есть способны компенсировать

дырку в связи европия с кристаллом Наконец, образование химической связи с участием доноров объясняет ус гойчивость валентности европия равную 2

Результаты исследований слабо легированных европием кристаллов (ni ц ~ 1018см"3) остаются несколько неопределенными Если предположить, что основная примесь связана с атомами халько!енов, то антиферромагнитный характер упорядочения спинов определяется скорее всего наличием распространенно! о мелкого донора теллура

Угювая зависимость положений переходов ЭTIP обменно связанных пар европия описывается гамильтонианом вида'

Н - дг; 1 / ЗТ(Т 4 1)] 4 Е(Т] - т;) + я РНТ, sin О + gLPHTx cos 0 (6)

в предположении ГУ» g$H, Е D-У* (J? - J) параметр, определяемый разностью z -компоненты чисто анизотропной части обменного интеграла J¿ и величиной оо изотропной части J. gy - gH, gL - gxx - gyy, где grj компоненты g тензора в системе главных осей. Г, - компоненты вектора полного спина пары Т, в - угол между осью z '"110соединяющей два атома в паре, и направлением мапштного поля

Учитывая, что характер упорядочивания в паре ферромагнитный, при низких температурах заселен уровень, соответствующий Г= 7, Т/~\. Условие перехода между состояниями 11±> для в - 90° имеет вид.

4 + 12 £

V

2

(7)

Регучьтаты анализа температурной зависимости интенсивности переходов ОПР позволяют оценить расстояние между основным и расположенным выше обменным уровнем пары

Для этого использован гамильтониан симметричного обмена в представлении одиночных спинов

Н-г = (8)

I де Яи и Л'2| проекции спипов отдельных ионов в паре, Т|, = т„ - туу - компоненты

штора обменного интеграла, .V г±/ тц Диагонализация гамильтониана позволяет получить спектр состояний. Значения постоянных тц и N опреде юны по максимумам температурных зависимостей заселенности состоянии с 7> — 1 и 7> - 2 (рис 4) Полученные значения равны Т|| = 1.88 см 1 и N ~ 0.95. то есть т.. ~ 1 79 см '

Корректность полученных ре*ультатов проверялась путем расчета значения постоянной Вейсса 6 К (вжсп- 9 К), чю показывает вполне удонлеIиорительное

согласие с экспериментом Кроме того, полученная величина \У\ Н) позволяв! по сдвигу

условия резонанса (7) показать, что Е - 2• 10"3 см"'«7) В свою очередь это оправдывает описание взаимодействия гамильтонианом симметричного обмена (8).

Таким образом, зарядовое состояние европия в фосфиде индия Ки2+ обеспечивается компенсацией недостагка электронов в связи наличием глубокого донора кислорода Химическая активность европия, входящего в состав пары, обтадающей структурой Ей - О - Ей - О, объясняет отсутствие одиночных состояний ионов Ей2'

Следует отметить, что обменно связанные пары европия в фосфиде индия представляют собой уникальные объекты для исследования спин - зависимых взаимодействий носителя с магнитными центрами, обладающими одинаковым термодинамическим значением магнитного момента при данной температуре. Данная особенность выгодно отличает материал от других примесных магнетиков

Глава 4 содержит результаты исследований состояний марганца в арсениде галлия различных типов проводимости методом !>'. Практически очевидно, что даже в сильно легированном полупроводнике образование обменно связанных областей будет нарушаться присутствием различных зарядовых состояний марганца в особенности при изменении температуры образца Поэтому точное определение состояний примеси является насущным.

Результаты исследований марганца в фосфиде галлия, позволили предположить, что электронная конфигурация марганца а!5 является весьма устойчивой к действию электрических полей высокой симметрии, включая поля валентных электронов Можно отметить, например, что постоянные гонкой структуры кубического кристаллического поля, действующего на марганец </ весьма малы [5]. Поэтому встраивание атома марганца на место элемента третьей группы в решет ке соединения А3В5 не изменяет конфигурацию незаполненной оболочки Химическая связь при этом не заселена электронами полностью, то есть в непосредственной близости от атомного остова <£ находится дырка. Локализация дырки и аномально мелкий уровень, созданный в запрещенной зоне при легировании кристалла марганцем, объясняются се взаимодействием с атомным остовом и атомами ближайшего окружения. В соответствии с общепринятыми обозначениями это состояние Мп° будет называться нейтральным [1,11].

Данная модель предполагает возможность захвата электрона на уровень дырки, участвующей в образовании нейтрального центра, и появление ионизованного состояния Мп\ В качестве источника электронов можно укашгь на фон неконтролируемых доноров.

ЭПР нейтральных состояний Мп° можно надежно наблюдать лишь при 01су1ствии спектров конфигурации с?, обусловленной захватом злек тронов на уровень нейтрального центра марганца Исследовался кристалл с двойным легированием марганцем и мелким

акцептором цинком. Спектр ЭПР в основном состоял ич двух переходов с g-факторами 2 81 и 5 62, то есть с точное г ью до ошибки измерения, положения линий в магнитном ноле отличались в два раза

Это позволяет представить спектр ЭПР как совокупность переходов с изменением проекции момента ЛтН и Лт~2 Сверхтонкая структура наблюдалась лить на переходе с Дт=2 Постоянная сверхтонкой структуры равна A5 62=(81-U)-10"4cm"1 При изотропии положений переходов, наблюдалась угловая зависимость их интенсивности, а также ширины линии перехода с Лт 1 (рис 5) Особенностью спектра следует считать приблизительное равенство максимальных значений интенсивное!и обоих переходов

Данный спектр не соответствует модели кулоновской локализации дырки на остове et по крайней мере тем, что значение g -фактора 2 81 слишком отличается oi чисто спинового значения Для объяснения величины g-фактора необходимо смешивание состояний </ с орбитально вырожденным

состоянием Наиболее естественным образом это можно сделать, используя представление о существовании не только

кулоновского, по и обменного взаимодейсг кия между остовом и дыркой [11]. Для оценки g фактора использовано выражение для фактора Ланде с учетом формальной аналогии спин -орбитального и обменно! о взаимодействия

А 20 150 Угол поворота град

Рис 5 Угловая зависимость интенсивности переходов ЭПР с Лгтт 1 (1) и Лт-2 (2), а также ширины линии с Лш=1 (3).

H tx-Abr,F = S + j,gl

F{F +1 )(gs +gj) + [S(S +1) - ](j + l)fes - gj )

(9)

2/г(/г + 1)

Здесь Л'=^/2-спин атомною остова, у=3/2-полный момент дырки, Г-полный момент центра Мп°, #>,-2.0023 спиновое значение g-фaктopa, ¿^-фактор дырки

В расчете положено, что . то есть орбитальному значению Тип выстраивания моментов - антиферромагнитный [11], поэтому для основного состояния Р'~ 1 Расчетное значение 2 75, что неплохо согласуется с измеренным значением Использование величины £,-0 78, определенной из (есмановского анализа люминесценции экси тонов, связанных на акцепторе [12], дает значение £р==3 0

Спектр ЭПР состояния, обладающею моментом F~ 1, при наличии аксиального искажения может состоять из двух неразрешенных переходов Ширина линии должна изменяться приблизительно так же, как расстояние между переходами

£>(3cos>-l), (10)

где Л-постоянная тонкой структуры, <р yi ол между направлениями оси искажения и магнитного поля С учетом магнитной неэквивалентности цетров в § 4.3 1 показало, что ось искажения nanpaeiena вдочь оси (111) Данное обстоягелылво говори! о преимущественной локализации дырки на свя'.их аюмов окружения первой координационной сферы остова if

Результаты исследований ЭПР в кристаилах п типа проводимости свиде1ельствуют об изменении зарядового сое гояния марганца, связанно! о с захватом )лсктрона на уровень дырки и образованием ионизованного состояния Мп , характеризующем оси значением g фактора 2.002 Соответствующее зарядовое состояние мар!анца Основное отличие наблюдавшихся в ЭПР ценфов определяется их локальной симметрией Например, обнаружены аксиально искаженные центры симметрии С3у. Результаты исследования кристаллов, легированных одновременно марганцем и халькогенидами, позволяют утверждать, что ценф Мп" искажен присутствием доноров, что подтерждается по крайней мере при введении серы и селена. Неоднозначность появления центров симметрии C3V при солегировапии теллуром может быть объяснена термодинамической неустойчивостью примесных пар Роль кислорода до конца выяснить не удается, так как он появляется в кристалле неконтролируемым путём в результате разрушения материала контейнера.

ЭПР компенсированных образцов, легированных марганцем, к значительной степени определяется наличием кубических или слабо аксиальных состоянии узел,пою центра Мп Помимо спектров нейтрального и ионизованною состояния марганца наблюдаются переходы с g факторами gs2 0 и gs4 009 Данный спектр 1акже определяется существованием в кржналле состояний марганца, что подтверждается наличием СТС перехода с 009. Значение постоянной А4сг{99±4) 10цсм

Особенное! ь ЭПР сильно легированных образцов заключается в высокой интенсивности спектров состояний Мп Кроме того, интенсивность перехода с g-4.009 растет быстрее, чем интенсивность спекфа нейтральною состояния мар1анца.

Значительная концентрация ионизованных сосюяний марганца в компенсированном образце юворит о действии примесных состояний, перезаряжающих нейтральные сосюяния марганца. Источниками злектронов MOiyr служиi¡. межушьные состояния марганца На возможность их приеутс! ния указывает значение постоянной СТС перехода

с g -фактором 4.009 близкое к значению, полученному при исследовании марганца в сильно ионных кристаллах [5]

Неожиданное значение £-фактора данного состояния, изотропия перехода ЭПР, а также 1емпературная зависимость его заселенности (рис 6), связаны с нестандартной структурой уровней межузельного марганца Мп,т. Возможность наблюдения данной линии до -температуры 100К, связанная с малой скоростью СРР, говорит об отсутствии орбитального вырождения, то есть центр обладает электронной конфигурацией Использование гамильтониана вида'

Н = ОБ] + Е^х (11)

позволяет получить спектр энергий, функции состояний и рассчитать значения компонент $-тензора в зависимости от отношения 2 £>/£. Совпадение расчетных и измеренных значений компонент g-тeнзopa получено при величине 20/Е-25.

Предполагая, что константа £ в (10) есть дипольный потенциал, созданный зарядами нейтрального центра марганца в месте нахождения центра Мп,пЬ в классическом приближении можно оценить расстояние между уровнями, полученными в процессе

диагонализации (10).

Полученное значение =16 см"' не сильно отличается от величины -9 см', определенной из измерений заселенности состояния (рис.6), что является непосредственным доказательством справедливости предложенной модели межузельного центра

В главе 5 изложены результаты исследований динамики нейтральных и ионизованных центров марганца, дополняющие и подтверждающие выводы главы 4, Можно отметить, что СРР ионизованного состояния марганца Мп~ лишь асимптотически приближается к известным релаксационным температурным зависимостям (рис 7), характерным для спиновою синглета [7]

Температура 100/К

Рис 6. Температурные зависимости заселенности состояний, соответствующих значениям д - фактора ~ 2 0 (1), 4 009(2) и кубических центров марганца (1)

Рис. 7. Температурная

зависимость скорости СРР кубических центров марганца

Temperature К

ю

Это означает, что СРР осложнена действием кросс релаксации, причем быстро релаксирующий центр должен быть представлен переходом Э1ТР с g фактором 2 0 Таковым является одна из компонент спектра межузельного центра марганца В случае высокой скорости СРР нейтрального центра кросс-релаксация может еше раз подтверди п. правильность модели, иредпола! ающей участие нейтрального центра марганца в формировании спектра состояний

Высокая скорое ib СРР Мп, подтверждается

сильным уширением переходов ЭПР. В предположении неизменности концентрации

пропорциональное скорости СРР, может быть описана экспонентой с показателем Д£=(3.0±0.3)мэВ.

Подтверждением возможности описания процесса экспонентой является температурная зависимость скорости ядерной СРР, зависящей от электронной СРР [7]. В области температур 36 - 105 К скорость ядерной СРР также описывается экспонентой с показателем Д£=134мэВ.

Это! результат, во-первых, исключает действие формально более быетрого рамановского процесса электронной СРР, так как с рос i ом температуры эффективный рамановский механизм не может меняться на менее эффективный экспоненциальный Во-вгорых, указывает на невозможность действия обычного механизма Орбаха Аминова, так как полученный показатель экспоненты существенно превышает темпераíypy Дебая арсенида галлия. Из сказанного следуют два вывода.

1 При температурах 36 < Т 105 К релаксация определяется дейетвием чокальных колебаний центра Мп°, обладающего структурой электрического диполя

2 При низких температурах релаксация связана с нелинейностью кочебании решетки GaAs Можно заметить, что полученное значение Л/*.'—(3 0+0 3)мэВ не сильно отличается от разности энергий оптических продольных и поперечных фононов ¿4 мэВ [13].

Обнаружить локальные колебания в том числе с энергией - 130 мэВ можно в спектре фононных повторений фотолюминесценции (ФЛ) кристачлов GaAs Мп

Спектр ФЛ кристаллов GaAsMn приведен на рис 8 Переход на уровень марганца (с точностью до значения температуры - электронный переход) характери ауется энергией

центров Мп в области уверенной регистрации МР 3.8-8 К, уширение линии,

о

14 15

Энергия, эВ

Рис.8 Спектр ФЛ образца п 1016см"3 Стрелки вверх- повторения с энергией оптических фононов 35 мэВ (Яг). Я| -с энергиями ПОмэВ и 127мэВ

1 408эВ Помимо повторений с энергиями 1 339 и 1 374 эВ, соответствующих энергиям оптических фононов 35мэВ, видны слабо разрешенные пики с энергиями, определенными в резутьтате моделирования спектра, с энерг иями 1 354 эВ 1 319 эВ Можно заметить, что данные энергии соответствуют повторениям с энергиями 35мэВ, сдвинутым относительно основного ряда на половину энергии повторения Это обстоятельство, несмотря на известную некорректность использованной процедуры моделирования (обратная задача

спектроскопии), подтверждает вывод о нелинейности колебаний кристалла в области центра Мп°. Из рассмотренного ряда повторений выделяются еще два пика с энер!иями 1 295 эВ, 1.278 эВ

Рассматривая их также как повюрения, можно определить их энергии равными 113 мэВ и 130 мэВ Последнее значение близко к величине, определенной из исследований ядерной СРР

Измерения оптического погющения (ОП), проведенные в диапазоне температур 110293 К, косвенным образом подтверждают значение энергии колебаний центра Мп°, и непосредственно свидетельствую! о значительной нелинейности локальных колебаний Представляя переход 'зона-уровень' формой Луковского. удается выделить две дополнительных компоненты спектра. Первая можег быть представлена как суперпозиция колебательных переходов с энергией максимума =130мэВ. Вторая, по форме подобная линии Фано, наблюдается при энергии ^230мэВ Форма линии объясняется резонансом колебательных переходов со спектром электронных переходов. Энергия второй линии практически в два раза отличается от энергии первой, что в совокупности с приблизительным равенством интснсивностей тиний свинетепьствует о значитечьной нелинейности колебаний системы центр кристалл В главе б рассмотрены проявления взаимодействий в кристаллах, легированных марганцем.

Характер проявлений обменного «юисодействия между магнитными центрами при низких температурах сходен с описанным в главе 3 При температуре жидкого гелия в материале n-типа проводимости, в отличие от р типа проводимости, наблюдается нерезонансное поглощение СВЧ мощности При повышении температуры интенсивноеiь погтошения падала, а в области малых потей появлялись линии, положение и ширина

которых зависели от температуры (рис 9) При вращении образца на угол, сопоставимый с 90° наблюдались незначительные трансформации формы спектров Зависимое (и спектров от формы образца не наблюдалось

На рис 10 приведены температурные зависимости положения и ширины тиний резонансного поглощения одною из образцов ПаАяМп^ Сходство приведенных температурных зависимостей и зависимостей, полученных при исследовании классических спиновых стекол Си'Мп и (Ьа,Ос1)АЬ, позволяет утверждать [14], что линия 1, наблюдаемая в меньших полях, обусловлена существованием состояния спинового стекла [9]. На это указывает немонотонность температурной зависимости ширины линии и ее исчезновение при дальнейшем росте температуры Параметры линии 2 01 температуры нтвисяг слабее Кроме того, в области комнатной температуры появ.тяется тиния с шириной и положением от температуры не зависящими Такое поведение линии можно объяснить наличием магнитных кластеров с приблизительно одинаковыми магнитными характеристиками и, следовательно, размерами

Т=3 6К

» 2 ■ 3

а 4

- Т=240К

Т=290К

И 1» 200 ДО МО 150

Темпершурэ К

1000 2000 300О 4000 Магнитное поле, Гс

Рис.10. Температурные зависимости

ширины (1,2) и положения (3,4) первой (1.3)

т, п с ,, . ,, т и второй (2,4) линии магнитного резонанса

Рис.9 Спекфы образца ОаАз:Мп,Те, '

полученные при различных температурах

образца ОаАз:Мп,Те.

1аким образом, можно утверждать, что в образцах п-типа проводимости уже при концентрации марганца пМп- 1018см"3 сосуществуют все основные магнитные состояния: парамагнитные одиночные центры марганца, магнитные кластеры, содержащие марг ансн. и фаза спинового стекла, которые могут в значительной степени влиять на электрические и магнитные свойства кристаллов

Температурные зависимости интенсивности линий ЭПР состояний марганца Мп", Мп,т (рис 11. 6), а также коэффициента ОП, определенного в максимуме спектра

электронных переходов 'зона-уровень' (рис.12), свидетельствуют о перезарядке состояний марганца в высокоомном кристалле

Можно отметить (рис 11), что по мере увеличения температуры до -75К концентрация центров Мп плавно меняется в два раза В образце п-типа проводимости наблюдается спад, в образце р-гипа проводимости - росг концентрации. При дальнейшем увеличении температуры концентрация меняется до исходного уровня. Концентрация состояний Мп,П1 радикальным образом уменьшается в диапазоне температур 20-100К. Концентрация нейтральных состояний, определяющая величину оптического поглощения, растет при Т>169К (рис.12)

Изменения концентраций можно объяснить чишь появлением достаточного количества носителей, которые захватываются наблюдаемыми состояниями марганца

дЕ1=(55±13)мэВ а у; —лЕ1=(10+2)мэВ

» 1

о 2

ЛЕ2=(5 9±0 8)мэВ лЕ =(41±8)мэВ

Температура, 100/К

дЕ=(65±26)мэВ

Рис. II Температурная зависимость заселенности кубических с? состояний в кристалле р-гипа проводимости (1) и п-типа проводимости (2).

3456789 10

Температура, 1000/К

Рис.12. Температурная зависимость максимального значения коэффициента ОП (электронные переходы) образца с

Природу источников носителей, но данным приведенным выше, определить не удается, однако очевидно, что они появляются в результате ионизации (активации) примесных центров или их комплексов. Приведенные на рис. 11 значения показателей экспонент получены в предположении независимости процессов изменения концешрации, а также их активационного характера Описание спада концен фации центров Мпш( экспонентой дает показатель равный (4.9+0.4) мэВ (рис.6, Т>20К,). Незначительный диапазон изменения величин заселенности и коэффициента ОП позволяет рассматривать полученные показатели лишь как оценки. Для сравнения можно привести ре*ульта1ы исследований ФЛ [15], подтверждающие сделанное предположение, в сильно легированных образцах ОаАв Мп обнаружен центр излучательной рекомбинации с энергией ионизации (41±2)мэВ. Совпадение характерных значений энергии, рост

концентрации центров излучательной рекомбинации непропорциональный относительно концентрации состояний Мп° [15], а 1акже отсутствие ЭПР состояния, являющегося источником носителей, позволяют предположить, что перезарядка центров Мп (рис.! 1) и Мп" (рис 12) определяется комплексами, образованными с участием межузельных состояний марганца, обладающих электронными конфигурациями с!6 или Л1.

Представление о возможности перезарядки центров марганца можно непосредственно перенести на сосюяния, образованные в кристаллах ваЛв, содержащих несколько процентов марганца [2]. Такая возможность показана результатами исследований сильно легированного слоя с помотцью туннельной микроскопии [16] В свою очередь, расчет параметров зенеровского обмена, проведенный из первых принципов для пары взаимодействующих центров марганца в арсениде галлия [17], показал, что ферромагнитный вклад обменного интеграла практически линейно зависит от концентрации дырок. Тогда возможность изменения концен фации дырок в два раза за счет перезарядки центров марганца при температурах около 100К показывает, что сравнительно низкое значение температуры Кюри кристаллов GaAs.Mii, содержащих несколько процентов марганца, может определяться захватом носителей на состояния марганца.

1 аким образом, результаты исследований марганца в арсениде таллия, показывают единственный случай получения макроскопической намагниченности при умеренной концентрации марганца связан с появлением миктоматнстического состояния в материале п типа проводимости.

Состояния, образованные марганцем в кристалле, и их поведение при изменении температ)ры свидетельствуют о действии авюкомпенсации сильно летированных образцов. То есть возможность получения низкоомных слоев р-гииа проводимости при обычных условиях введения примеси представляется маловероятной.

Возможной причиной получения температуры Кюри не более 120К в ферромагнитных кристаллах, содержащих исходно 1020см1 атомов марганца, является изменение зарядовых состояний марганца.

Основные результаты работы

Впервые проведены исследования состояний лантаноидов в соединениях А3В5 При этом:

1 Показано, что непосредственно после выращивания образцов лантаноиды являются примесью замещения При этом лантаноида замещают атомы индия За исключением европия лантаноиды имеют зарядовое состояние Ме3+ Анализ параметров спектров ЭПР показывает, что локализация одноэлектронной функции Г - электронов на атомах окружения равна ~ 0.05, то естъ соответствует ионному значению.

2. Показано, что непосредственно после выращивания образцов симметрия окружения центра иттербия тетраэдрическая. Концентрация примеси может составлять Ю1,-1020см"3 при температуре роста 1100 С0 Определены параметры спектра многоэлектронных состояний

3. Показано, что со временем изолированные центры иттербия становятся аксиально искаженными за счет появления в первой координационной сфере окружения атома донора. При этом наблюдается парамагнитная кросс - релаксация. Совокупность отмеченных свойств свидетельствует о наличии в образцах фазы спинового стекла, что подтверждается результатами исследования нестационарного нерезонансного нот лощения сверхвысокочастотной мощности.

4. Показано, что даже непосредственно после выращивания кристаллов симметрия окружения иона эрбия аксиальная Максимальная концентрация примеси составляет ~1018см"3. Люминесценция эрбия в исследованных кристаллах не наблюдалась, что объясняется невыполнением фундаментальных законов сохранения

5. Совокупность результатов исследований магнитных свойств гадолиния показывает, что центр испытывает действие слабо искаженного тстраэдрического поля лигандов Максимальная концентрация ионов гадолиния составляет ~ 1017 см"3.

6 Показано, что при стандартных условиях роста европий образует в кристаллах магнитные состояния в виде обменно связанных пар ионов, обладающих зарядовым состоянием Еи7+. Характер упорядочивания спинов в паре ферромагнитный Специфический характер встраивания европия в решетку определяется действием примеси кислорода. Та же специфика определяет и характерное значение величины анизотропного обменного интеграла 1.8 см"'. Данное значение позволяет утверждать, что магнитные свойства пары проявляются до температур жидкого азота, а данный материал пригоден для разработки приборов спинтроники.

Проведены исследования состояний марганца, их взаимодействий и перезарядки в

арсениде галлия При этом

7. Изучены условия появления центров марганца с симметрией окружения СIV в материале п типа проводимости Показано, что источником искажения является наличие глубокого донора в первой координационной сфере окружения атома марганца

8 Изучены темиера1урные зависимости интенсивности ЭПР мар! анца в материале п типа проводимости Получено прямое свидетельство существования перезарядки ионизованного центра марганца

9. Показано, что марганец может образовывать магнитные кластеры. Тип упорядочивания приближается к состоянию тпа спиновою стекла.

10. Изучен ЭПР и процессы СРР сильно компенсированных образцов GaAs.Mii В сильно компенсированных образцах спектр ЭПР в основном определяв 1ся существованием состояний марганца, имеющих электронную конфигурацию Покатано, что спин-решеточная релаксация (СРР) ионизованного состояния марганца осложнена действием кросс-релаксации

11 Обнаружено, что компенсация образцов GaAs Мл, обеспечивается межузельными центрами марганца Наличие межузельных центров марганца определяет действие кросс релаксации ионизованного состояния

12. На основе изучения ЭПР образцов р-типа проводимости подтверждена модель нейтрального состояния узельного центра марганца, предполагающая локализацию дырки в непосредственной близости от атомною остова марганца, обладающего >лсктронной конфигурацией </ Связь дырки с остовом не только кулоновская, но и обменная Полный момент основного сосюяния нейтрального центра мар! анца равен 1

П Показано, что нейтральный ценгр марганца обладает аксиальным искажением, возникающим из-за фиксации положения дырки на связях атомов первой координационной сферы

14 Исследованиями релаксационных процессов, а также фотолюминесценции и оптического поглощения показано, что динамика нзаимодейывия нейтрального сосюяния центра марганца с кристаллом характеризуется значительной нелинейностью.

15 В сильно компенсированных кристаллах (¡аАз:Мп обнаружено изменение узельных и межу!ельных состояний марганца три изменении температуры Показано, что перезарядка определяется захватом носителей, генерируемых комплексами, включающими в себя центры марганца Соответствующее уменьшение концентрации носителей может ограничивать температуру Кюри сильно тегированных кристаллов

Цитированная литература

1 В.Ф. Мастеров ФТП, -1984-, т. 18, 3 - 23

2 Л. Dietl. arXiv:cond-mat / 0201282,-2002-, v.l, 16 Jan..

3 А Абрагам, Б. Блини Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов Т 1, М„ Мир,-1972-, 651 стр.

4 В. Bleaney. Ргос. Roy. Soc ,-1964-, v А277, р 289-294.

5 В Лоу Парамагнитный резонанс в твердых телах. М., ИЛ, 1962-, 430 с.

6 J М. Baker, W B.J. Blake, G.M. Copland. Proc. Roy. Soc , -1969-, A309, p 119-125

7 С А. Альтшулер, Б M Козырев. Электронный парамагнитный резонанс соединений переходных i pyim М., Наука, -1972-, 672 е..

8 К Джеффрис. Динамическая ориентация ядер. М., Мир, -1965-, 319 стр.

9 В С. Доценко УФЫ -1993-, т 163 вып.6, < -37

10 Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. И.К. Кикоина. М., -1976-, 1006 с.

11 И Я Карлик, И.А. Меркулов, Д.Н Мирлин, Л.П. Никитин, В И Перель, В Ф. Сапега. ФТТ, -1982-, т 24, в 12,3550 - 3557.

12 U Kaufmann, J. Schneider. Adv. in Electronics and Electron Physics, -1982, v.58, pp 81 -141.

13 П И Баранский, В.П. Клочков, И В Потыкевич Полупроводниковая электроника. Справочник Киев, Наукова думка, -1975-, 704 стр.

14 М. Zomack, К. Baberschke, S E.Barnes. Phys Rev В, -1983-, v 27, iss 7, 4135 4148. 15K.C Журавлев, 1 .С. Шамирмев, II. А Якушева ФТП,-1998-, т. 32, в 1,50-56.

16 S С Irwin and A G Petukhov Phys. Rev. Lett, -2002-, v.89, 227201.

17 V.A. Ivanov, P.M. Krstajic, F.M Peelers, V. Flerov, K. Kikoin. J. of Magnetism and Magnetic Materials. -2003-, v. 258-259, pp 237-240

Результаты диссертации опубликованы в следующих пабо iах

1 В Ф Мастеров, Б Е Саморуков, Б В Черновец, К.Ф Штельмах Легирование фосфида 1аллия марганцем Гезисы III Всесоюзной конференции по фи шко-химическим основам легирования полупроводниковых материалов Москва. 1975, с 58-59.

2 ВФ Мастеров, БЕ Саморуков, Б.В Черновец, К.Ф.Штельмах. Легирование фосфида галлия марганцем. Известия ВУЗ "Физика" -1976-, 9, 144-146.

3 В А Касагкин, В Ф Мастеров, В В Романов, Б Е Саморуков, К Ф Штельмах О состоянии примеси иггербия в крис (аллах InP Ф'1 П, -1982-, т 16, вып.1, 173-175.

4. СБ. Михрин, Б.П. Попов, К.Ф. Штельмах ЭПР комплексов Мп-0 в кристаллах OaAs. Тезисы доклада на 5 всесоюзной конференции по физ -хим основам легирования полупроводниковых материалов. Москва, 6-8 декабря 1982 к,с 225

5 ЛФ Захаренков, В А Касаткин, В.В Романов, Б.Е. Саморуков, ВФ Мастеров. К.Ф.Штельмах. Спектроскопия лантаноидов г соединениях А3В5. Тезисы докладов VII Всесоюзного симпозиума по спектроскопии кристаллов, jiei ированных ионами редкоземельных и переходных металлов Ленинград, 1982, с 53

6 В В Романов, ВФ Мастеров, К Ф. Штельмах. Парамагнитный резонанс и релаксация трехвалентного иттербия в фосфиде индия ФИ, -1983-,т. 25, вып 5.1435-1438

7. В.В. Романов, Б.Е. Саморуков, В.Ф Мастеров, К Ф Штельмах. ЭПР и парамаг нитная релаксация гадолиния в InP. Ф Ш, -1983-, т.17, вып 5,948-950

8. В Ф. Мастеров, С.Б Михрин, Б.Е. Саморуков, К.Ф. Штельмах Исследование дефектов структуры в системе GaAs<Mn> методом ЭПР ФТП, -1983-, т. 17. вып 7,с 12591264.

9. В.Ф. Мастеров, С.Б. Михрин, К.Ф. Штельмах. ЭПР тригонального комплекса Mn-Se в арсениде галлия. ФТП, -1984-, i .18, вьш.4, с. 755-757

10.М.Б. Гайфуллин, В Ф Мастеров, Штельмах К Ф. ЭПР электронов проводимости в фосфиде индия. Тезисы Всесоюзного совещания "Фосфид индия в полупроводниковой электронике". Кишинев, 1985, с.102

11.ВФ Мастеров, В В Романов, К.Ф. Штельмах. Анализ параметров спектров ЭПР центров лантаноидов в фосфиде индия. Тезисы докладов VIII Всесоюзного Феофиловского симиошума по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов. Свердловск, 1985, с.98.

12 С И. Марков, ЛФ Захаренков, В.Ф. Мастеров, К.Ф. Штельмах ЭПР фосфида индия, легированного европием ФШ, -1985-. т.19, вып 10,1841-1843.

13.ВФ Мастеров, С Б Михрин, К Ф. Шгеньмах Состояния типа "спинового стекла" в арсениде таллия. ФШ, -1985-, т 19, вып 10, 1867-1869.

14.В.Ф Мастеров, С Б. Михрин, Б.Е. Саморуков, К.Ф Штельмах. Идентификация пары Mn S в арсениде галлия методом ЭПР ФТП, -1985-, т.19, вып 11, 2093-2095.

15.ВФ Мастеров, СБ Михрин, К.Ф. Штельмах Экспериментальное обнаружение состояний типа "спинового стекла" в арсениде таллия Тезисы доклада на 10 Всесоюзной конференции по физике полупроводников, Минек, 17-19 сентября 1985 г ,ч 3,с 97-98.

16.В.Ф. Мастеров, С.Б Михрин, К.Ф. Штельмах ЭПР и спин-решеточная релаксация ионизованного центра марганца в арсениде галлия ФТП, -1986-. т 20, вып.,543-545

17 В Ф Мастеров, К.Ф. Штельмах. Использование методов квантовой химии при интерпретации данных радиоспектроскопии. Тезисы II Всесоюзной конференции "Квантовая химия и спектроскопия твердого тела" Свердловск, 1986, с.45.

18В.Ф Мастеров, К Ф. Штельмах. ЭПР эрбия в фосфиде индия ФТП, -1986-, т.20, вып 12,1905-1906

19 В В Романов, К.Ф. Штельмах Распад твердых растворов лантаноидов в соединениях A3BS. Тезисы докладов II Всесоюзной конференции "Физические основы надежности и деградации полупроводниковых приборов". Кишинев, 1986, с.76.

20.Л.Ф. Захаренков, С Б. Михрин, К.Ф. Штельмах. Способ получения р-областей р-п переходов на основе арсенида галлия.#1304443, 15 декабря 1986 г

21 .В Ф Мастеров, К.Ф. Штельмах, М.Н Барбашов. ЭПР связанных дырок в GaAs'Mn^ Ф'ГП, -1988-, т. 22, вып. 4, 654-656

22 В Ф Мастеров, В.Ф Кобелсв, С.И. Марков, К.Ф. Штельмах. Примесный магнетизм в кристаллах фосфида индия, ici ированншо европием. XI Всесоюзная конференция по физике полупроводников. Тезисы докладов, -1988-, т.1, 82-83, Кишинев.

23.В.Ф. Мастеров, В.П. Савельев, Л.Ф. Захаренков, К.Ф. Штельмах. Свойства сильнолст ированных InP--Yb> и 1пР<Ег- Ф1П, -1989-, т. 23, вып.12, 2229-2231

24 К Ф Штельмах, И А. Терлецкий, В.В Романов. О состоянии европия в фосфиде индия. Тезисы докладов IX Всесоюзного симпозиума по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов. Ленинград, 1990, с. 207-208

25.В Ф. Мастеров, В.П Савельев, В.А. Харченко, К.Ф Штельмах. Оптическая и ЭПР спектроскопия сильнолегированных кристаллов InP<Yb> Тезисы докладов IX Всесоюзного симпозиума по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов. Ленинград, 1990, 136-137

26.К.Ф. Штельмах, Л.Ф.Захаренков, В В Романов, И.А. Терлецкий, С В. Штельмах Исследование состава, структуры и магнитных свойств фосфида индия, легированною европием. ФТП, -1990-, т. 24, вып. 8,1482-1485.

27 К Ф Штельмах, В.В Романов, И А 1ерлецкий О состоянии европия в фосфиде индия. ФТП, -1990-, т. 24, вып. 9, 1584-1588.

28 17.S М Yakubenya, K.F Shtel'makh. On the ground state of MnGa defects in a GaAs:Mn system. Препринт ИАЭ им. И.В Курчатова, 1АГ.-5374/9. М, -1991.

29 В Ф Мастеров, Л Ф. Захаренков, И А. Терлецкий ЭПР аксиального центра иттербия в фосфиде индия. ФТП,-1991-, т.25, вып.8, с.1375-1380.

ЗО.Е.И. Георгицэ, JI.M. Гуцуляк, В И Иванов-Омский, В.Ф. Мастеров, В.Л Смирнов, К.Ф Штельмах. Структура примесного ценгра марганца в антимониде галлия Ф'Ш, -1992-, т 26, вып. 1,89-94.

31.S.M. Yakubenya, K.F Shtel'makh. On the ground state of Мц„ defects in a GaAs Mn system NCDS-1, Defect and Diffusion Forum vols -1993-, 103-105 Pp 45-50

32.В.Ф Мастеров, С.Б Михрин, К Ф Штельмах Влияние косвенного взаимодействия центров МгГ и Мп° на спектр дырок. Тезисы доклада на II Российской конференции по физике полупроводников, Зеленогорск, 26 февраля-! марта 1996, т 1, с 144

33.К.Ф Штельмах, М П Коробков, И.Г. Озеров ОПР взаимодействующих ионов марганца в арсениде галлия ФТП,-2003-, т.37, вып.8, стр 913 916, т 37.

34.|В.Ф. Мастеров|, К Ф. Штельмах, В П Маслов, С Ь Михрин, Б F Саморуков Релаксация нейтрального состояния марганца в арсениде галлия ФТП, -2003-, т 37, вып.8, с. 943 - 946.

Лицензия ЛР № 065394 от 08 09 97

Подписано в печать Ос? О (Г Объем -/, 9 п л Тираж -1Р1) экз Заказ № Отпечатано в издательстве "Нестор" 195251. Санкт-Петербург Политехническая, 29

It 16 18 9

РНБ Русский фонд

2QQ6-4 11099

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Методы исследования.И

1.1. Общая характеристика методов.

1.1.1. Краткое описание часто используемых измерительных систем.

1.2. Угловые зависимости спектров ЭПР.

1.3. Спин-решеточная релаксация в магнитно разбавленных кристаллах.

1.3.1. Спиновая подсистема в поле фононов.

1.4. Механизмы спин-решеточного взаимодействия.

1.4.1. Прямой процесс.

1.4.2. Двухфононные релаксационные процессы.

1.4.3. Процесс Орбаха-Аминова.

1.4.4. Рамановские релаксационные процессы.

1.5. Релаксация через вибронные состояния кристалла.

1.5.1. Релаксация через колебательные уровни.

1.5.2. Кросс-релаксация.

Глава. 2. Электронная структура лантаноидов в фосфиде индия.

2.1. Краткий обзор результатов.

2.2. ЭПР и парамагнитная релаксация кубического центра иттербия.

2.3. ЭПР и парамагнитная релаксация аксиального центра иттербия. Проявления деградации.

2.4. Фотолюминесценция иттербия в фосфиде индия.

2.5. ЭПР эрбия в фосфиде индия.

2.6. ЭПР гадолиния в фосфиде индия.

Глава 3. Обменные взаимодействия в 1пР:Ьп.

3.1. Обменные взаимодействия в кристаллах 1пР:УЬ.

3.2. Обменные взаимодействия в 1пР:Еи.

3.2.1. Предварительные результаты.

3.2.2. Результаты исследований эффекта Мессбауэра.

3.2.3. Результаты магнетохимических исследований.

3.2.4. Результаты исследований рентгеновского анализа и оже - спектров.

3.2.5. Угловая зависимость ЭПР.

3.2.6. Температурные зависимости ЭПР. Параметры обмена европия в 1пР.

Глава 4. Состояния марганца в арсениде галлия.

4.1. Литературный обзор.

4.2. Характеристика образцов.

4.3. ЭПР марганца в арсениде галлия.

4.3.1. ЭПР нейтральных центров марганца.

4.3.2. Ионизованные состояния марганца.

4.3.3. Состояния марганца в полуизолирующих кристаллах GaAs.

4.3.4.Компенсация образцов р-типа проводимости. Межузельные центры марганца.

Глава 5. Динамика состояний марганца в арсениде галлия.

5.1. СРР ионизованного состояния.

5.2. Электронная релаксация нейтрального состояния марганца.

5.3. Ядерная спин-решеточная релаксация в GaAs:Mn.

5.4. Люминесценция кристаллов GaAs:Mn.

5.5. Оптическое поглощение кристаллов GaAs<Mn>. Переходы зона - уровень.

Глава 6. Взаимодействия между центрами марганца.

6.1. Перезарядка состояний марганца в арсениде галлия.

6.2. Обменные взаимодействия в кристаллах GaAs:Mn.193,

3 5

Исследования полупроводниковых соединений А В , легированных элементами переходной группы железа, были начаты в СССР 1969 году по инициативе Д. Н. Наследова с целью получения полумагнитного полупроводника, обладающего высокой подвижностью носителей. Исходно расплывчатые представления о возможности управления потоком носителей с помощью магнитной подсистемы, созданной магнитными примесями, со временем оформились в мощное направление исследований, названное спинтроникой.

Уже первые работы показали, что введение железа в арсенид галлия в концентрациях порядка 10 см придает материалу ферромагнитные свойства [1]. Помимо аномалий магнитных свойств, связанных с образованием интерметаллических соединений железа с галлием и арсенидов железа [2,3], была обнаружена макроскопическая поляризация центров железа, вошедших в матрицу арсенида галлия статистически однородно [4]. Было показано, что появление магнитной поляризации центров железа связано с действием суперобмена. То есть, фактически, создание полумагнитного полупроводника определяется возможностью перекрывания орбиталей магнитных электродов или другими словами, протяженностью волновой функции. С этого момента основной акцент в исследованиях делался на исследовании структуры волновой функции магнитных примесей и обращалось особое внимание определению их предельных возможных концентраций.

Была создана одноэлектронная теория центров, созданных переходными элементами группы железа, хорошо описывающая совокупность экспериментальных результатов [5]. Было показано, что уровни основных состояний этих центров располагаются относительно краев зон разрешенных энергий по ниспадающей при увеличении атомного веса элемента.

В этой схеме заметное исключен ц.? представляет собой марганец, создающий аномально мелкий уровень. В арсениде галлия он имеет положение Еу + 0.115 эВ по сравнению с уровнями соседних элементов около Еу + 0.5 -г 0.6 эВ.

С точки зрения применений легированных кристаллов, марганец выделяется такими свойствами, как высокий коэффициент сегрегации и главное, способность образовывать многочисленные комплексы с собственными л тримесными дефектами. То есть, если ставить задачу по получению примесного полумагнитного материала, марганец является элементом, соответствующим поставленной задаче полностью.

Именно эта причина определила интерес к исследованию состояний марганца в соединениях А3В5. При использовании таких традиционных равновесных технологических методов как метод Чохральского или жидкофазной эпитаксии трудно получить однородные

1Я 1 монокристаллы с содержанием марганца более 5*10 см". Вместе с тем, на слоях ОаАз<Мп>, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии и содержащих марганец в концентрации Ю2О-1021см"3, были получены результаты [6], свидетельствующие о появлении макроскопической намагниченности вплоть до образования доменной структуры. Это обстоятельство определило новый виток в исследованиях состояний, образованных марганцем в соединениях А3В5 и в частности, арсениде галлия.

Приблизительно по тому же историческому сценарию развивались исследования лантаноидов в соединениях А В . Интерес к поведению редкоземельных примесей в полупроводниковых кристаллах определялся в основном двумя причинами.

Первой из них является возможность получения источников света, работающих на внутрицентровых переходах. К числу их существенных достоинств следует отнести слабую зависимость энергии перехода от температуры, что демонстрируется работой значительного числа твердотельных лазеров.

Во - вторых, практически вне зависимости от зарядового состояния ионы лантаноидов обладают значительным магнитным моментом. Это объясняет интерес к упорядоченным магнитным состояниям, образованным лантаноидами именно в полупроводниковых матрицах, в соединениях, являющихся основой интенсивно разрабатываемых приборов с возможностью управления потоком поляризованных носителей магнитным полем. Ниже будет показана возможность получения таких кристаллов с использованием европия.

Таким образом, к моменту начала исследований магнитных и оптических свойств кристаллов А3В5, легированных лантаноидами и марганцем с целью получения полумагнитных полупроводников, сами исследования представлялись актуальными.

Впоследствии было обнаружено, что, как и любой глубокий центр, примеси РЗЭ влияют на электрические свойства кристалла легируемого полупроводника. В этом смысле следует указать на их чрезвычайно высокую химическую активность, проявляемую при температурах выращивания полупроводниковых кристаллов. Именно это обстоятельство объясняет замечательное свойство лантаноидов при определенных условиях^ очищать легируемый материал. При этом подвижность носителей получается на порядок более высокой по сравнению с материалами, полученными стандартным образом. .

Можно еще раз отметить существенную активность исследований состояний не только лантаноидов, но и марганца, в соединениях А3В5, характеризующую работы в основном зарубежных научных групп. Это обстоятельство определяет актуальность работы как в научном, так и в практическом отношении в настоящее время.

Цель диссертационной работы заключалась в определении электронной структуры центров, образованных лантаноидами и марганцем, введенными в соединения А3В5 в концентрациях максимальных для стандартных методов легирования, и исследовании их взаимодействий друг с другом, матрицей кристалла и остаточными неконтролируемыми примесями. Исследование взаимодействии магнитных примесей подразумевает либо получение параметров взаимодействия, в том числе обменного, либо возможность прогнозирования свойств полумагнитного материала. Выбор фосфида индия для введения лантаноидов определялся возможностью получения их максимальной концентрации как примесей замещения в силу максимальной близости ионных радиусов индия и лантаноидов. В свою очередь, анализ спектров электрон ioro парамагнитного резонанса (ЭПР) марганца упрощается наличием сверхтонкой структуры марганца именно в арсениде галлия, что определило выбор кристалла. Методы решения задач отличались от общепринятых для глубоких центров лишь принципиальной необходимостью использования локально чувствительных методов таких как ЭПР или фотолюминесценция (ФЛ).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: определить зарядовые и спиновые состояния примесных центров лантаноидов в кристалле InP, включая определение структуры волновой функции лантаноидов, то есть оценку гибридизации функции f - электро! св с зонными состояниями, а также определить энергетическую структуру центров РЗЭ по спектрам ФЛ; выявить, идентифицировать и, по возможности, параметризовать обменно связанные примесные состояния, образованные лантаноидами в фосфиде индия; исследовать и идентифицировать одиночные примесные состояния марганца в арсениде галлия различных типов проводимости, включая построение модели нейтрального центра; и исследовать динамику центров марганца, в том числе спин-фононного взаимодействия нейтрального центра; исследовать взаимодействия различных центров марганца в арсениде галлия, включая прогнозирование свойств сильно легированных марганцем кристаллов GaAs. Научная новизна работы определяется следующим:

Исследованы состояния ряда лантаноидов и их взаимодействия в одной кристаллической матрице, что позволило сформировать достаточно общую картину их поведения в полупроводнике. Определены компоненты тензора обменного интеграла, характеризующего связь между атомами европия.

Обнаружены и идентифицированы нейтральное и межузельное состояния марганца в арсениде галлия. Сформулирована и доказана состоятельность модели нейтрального центра марганца в СаАэ. Определена симметрия и исследована динамика нейтральных центров.

Обнаружены процессы перезарядки центров марганца в арсениде галлия. Показано, что в диапазоне температур ~ 100 К изменение зарядовых состояний марганца связано с изменением концентрации свободных дырок и, следовательно, ограничивает получение высокой температуры Кюри слоев ОаАз:Мп, являющихся одним из самых технологичных материалов спинтроники.

Защищаемые положения:

1.Характер химической связи лантаноида с решеткой практически ионный, а именно, степень гибридизации Г- функций с состояниями разрешенных зон порядка 5-10"2.

2.В фосфиде индия европий образует магнитные состояния в виде обменно связанных пар ионов Ей - О - Ей, в которых обладг зарядовым состоянием Еи2+. Ориентация оси связи между ионами <110>. Тип упорядочивания спинов в паре ферромагнитный.

• »

Характерное значение величины обменного интеграла 1.8 см

3.Диффузия доноров и лантаноидов в процессе старения кристалла 1пР, легированного иттербием, определяет появление на начальной стадии деградации аксиальных центров иттербия, а на завершающем этапе - областей со спонтанной поляризацией магнитных моментов. Характер выстраивания магнитных моментов в поляризованных областях подобен выстраиванию в спиновом стекле.

4.Нейтральное состояние марганца в арсе<шде галлия образуется за счет локализации дырки на атомном остове марганца, обладающем конфигурацией <15. Электронная плотность дырки нейтрального центра марганца в СаАэ локализована на атомах первой координационной сферы. Динамика взаимодействия нейтрального состояния центра марганца с кристаллом характеризуется значительной нелинейностью.

5.Сильно легированные кристаллы ОаАз:Мп содержат межузельные центры марганца.

Комплексы, образованные с участием межузельных центров марганца в ваАв, ответственны за перезарядку узельных центров марганца при изменении температуры. В свою очередь, перезарядка узельных центров может ограничивать температуру Кюри сильно легированных лл кристаллов, содержащих ~ 10 см" марганца.

Практическая ценность работы подтверждается совокупностью полученных результатов:

Впервые исследованы состояния ряца тантаноидов в фосфиде индия. Определены максимальные концентрации лантаноидов в кристаллах при температурах роста приближающихся к температуре плавления. Показана возможность получения полумагнитных кристаллов при вхождении обменно связанных пар примесных атомов европия в фосфид индия. Данный материал может быть использован в приборах спинтроники до температуры жидкого азота.

Изучены особенности температурного поведения состояний марганца, влияние концентрации примеси на свойства кристаллов. Определенные свойства могут быть использованы также при проектировании фс тсч.риемников ИК диапазона.

Показана принципиальная невозможность получения низкоомных кристаллов арсенида галлия, легированных марганцем.

Можно отметить, что указанные задачи были поставлены и решены впервые, а проблемы, связанные с решением этих задач, постоянно обсуждаются в связи с исследованием новых материалов для спинтроники и эффективных источников света с длиной волны излучения независимой от температуры.

Выводы, которые можно сделать по представленным результатам исследования взаимодействий в кристаллах ОаАвгМп.

В материале «-типа проводимости узельные центры марганца участвуют в обменном взаимодействии и могут образовывать магнитно поляризованные области. Характер упорядочения может изменяться в зависимости от характера распределения примеси от суперпарамагнитного до нерегулярного, типа спинового стекла. Определенную роль в организации магнитных включений играют электроны, поставляемые мелкими донорами.

В материале как п- так и р- типа проводимости состояния межузельных и узельных центров марганца могут изменяться при изменении температуры. Подобное поведение, как и сложный характер изменения концентрацил, наблюдаемый в сильно компенсированных кристаллах, показывает, что в кристаллах присутствуют акцепторные состояния. Предположительно, такими акцепторными свойствами могут обладать комплексы, включающие в себя межузельные атомы марганца.

Проявление перезарядки в сильно легированных магнитных кристаллах СаАэгМп может ограничивать температуру Кюри. В этом случае причиной её малости является возможность существования марганца в межузельном состоянии.

Заключение.

Таким образом, в процессе выполнения работы получены следующие результаты:

1., Экспериментально обнаружена возможность получения полупроводников, сильно легированных редкоземельными элементами. Показано, что непосредственно после выращивания образцов лантаноиды являются примесью замещения. При этом лантаноиды замещают атомы индия. За исключением европия лантаноиды имеют зарядовое состояние Ме3+. Анализ параметров спектров ЭПР показывает, что локализация одноэлектронной функции Г — электронов на атомах окружения равна ~ 0.05, то есть соответствует ионному значению.

2. Показано, что со временем изолированные центры иттербия становятся аксиально искаженными за счет появления в первой координационной сфере окружения атома донора. При этом не только уменьшается интенсивность люминесценции, но и наблюдается парамагнитная кросс - релаксация. Обнаружено и исследовано нестационарное нерезонансное поглощение сверхвысокочастотной мощности, демонстрирующее существование медленно релаксирующих магнитных областей. Совокупность отмеченных свойств свидетельствует о наличии в образцах фазы спинового стекла.

3. Показано, что непосредственно после выращивания кристаллов симметрия окружения иона эрбия аксиальная. Максимальная концентрация примеси составляет ~1018см"3. Люминесценция эрбия в исследованных кристаллах не наблюдалась.

4. Совокупность результатов исследований магнитных свойств гадолиния подтверждает, что центр испытывает действие слабо искаженного тетраэдрического поля лигандов. Максимальная концентрация ионов гадолиния составляет ~ 1017 см"3.

5. Показано, что при стандартных условиях роста европий образует в кристаллах магнитные состояния в виде обменно связанных пар ионов, обладающих зарядовым состоянием Еи2+. Концентрация ионов европия в кристалле может достигать Ю20см"3. Характер упорядочивания спинов в паре ферромагнитный. Специфический характер встраивания европия в решетку определяется действием примеси кислорода. Та же специфика определяет и характерное значение величины анизотропного обменного интеграла 1.8 см"1. Данное значение позволяет утверждать, что магнитные свойства пары проявляются до температур жидкого азота, а данный материал пригоден для разработки приборов спинтроники.

6. В кристаллах ОаАз:Мп п-типа проводимости изучены условия появления центров марганца с симметрией окружения Сзу. Источником искажения является наличие донора в первой координационной сфере окружения атома марганца.

7. Изучен ЭПР сильно компенсированных образцов СаАвгМп. В сильно компенсированных образцах спектр ЭПР в основном определяется существованием состояний марганца, замещающего атом галлия и имеющих электронную конфигурацию с/5. Кроме того, обнаружены и идентифицированы межузельные центры марганца, обладающие электронной конфигурацией сР компенсирующле нейтральные состояния примеси.

8. Изучены процессы СРР сильно компенсированных образцов ОаАз:Мп. Показано, что спин-решеточная релаксация (СРР) ионизованного состояния марганца осложнена действием кросс-релаксации. Последнее определяется резонансной передачей энергии возбуждения ЭПР межузельным центрам марганца.

9. На основе изучения ЭПР образцов р-типа проводимости подтверждена модель нейтрального состояния узельного центра марганца, предполагающая локализацию дырки в непосредственной близости от атомного остова марганца, обладающего электронной конфигурацией с?. Связь дырки с остовом не только кулоновская, но и обменная. Полный момент основного состояния нейтрального центра марганца равен 1.

10. Показано, что нейтральный центр марганца обладает аксиальным искажением, возникающим из-за фиксации положения дырки на связях атомов первой координационной сферы. Динамика взаимодействия нейтрального состояния центра марганца с кристаллом характеризуется значительной нелинейностью, что подтверждается результатами исследований релаксационных процессов, а также фотолюминесценции и оптического поглощения.

11. В сильно компенсированных кристаллах СаАэгМп обнаружено изменение концентрации узельных и межузельных состояний марганца при изменении температуры. Перезарядка определяется захватом носителей, генерируемых комплексами, включающими в себя марганец. Показано, что проявление перезарядки в сильно легированных магнитных образцах может ограничивать температуру Кюри.

12.Температурные зависимости ЭПР кристаллов п-типа проводимости показывают, что даже при умеренных концентрациях марганца образцы содержат все основные магнитные состояния, включая парамагнитные ионы, обменно связанные кластеры и области с магнитным упорядочением типа спинового стекла.

1. В.В. Исаев Иванов, Н.М. Колчанова, В.Ф. Мастеров, Д.Н. Наследов, Г.Н. Талалакин. ФТП, -1973-, т.7, вып.2,414-415.

2. В.В. Исаев Иванов, Н.М. Колчанова, В.Ф. Мастеров, Д.Н. Наследов, В.К. Ярмаркин. ФТТ, -1973-, т.15,3086-3088.

3. В.В. Исаев Иванов, Н.М. Колчанова, В.Ф. Мастеров, Д.Н. Наследов, Г.Н. Талалакин. ФТТ, -1974-, т.15, вып.9, 2569-2574.

4. В.В. Исаев Иванов, Н.М. Колчанова, В.Ф. Мастеров, Д.Н. Наследов, Г.Н. Талалакин. ФТТ, -1974-, т.16, вып.4, 1044-1050.

5. В.Ф. Мастеров. Глубокие центры в полупроводниках. Обзор. ФТП, -1984-, т. 18,3-23.

6. Т. Hayashi, М. Tanaka, Т. Nishinaga, Н. Shimada. J. Appl. Phys., -1997-, v. 81,4865 4867,.

7. А. Абрагам, Б. Блини. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. Т.2, М., Мир,-1973-, 349 стр.

8. С.А. Альтшулер, Б.М. Козырев. ЭПР соединений элементов промежуточных групп. М., Наука, -1972-, 672 стр.

9. В. Jloy. Парамагнитный резонанс в твердых телах. М., ИЛ, -1962-, 430 с.

10. К. Джеффрис. Динамическая ориентация ядер. М., Мир, -1965-, 319стр.

11. Van Vleck J.H. Phys. Rev., -1957-, v.59, iss.7,724-729.

12. Scott P.L., Jeffries C.D. Phys. Rev., -1962-, v.127, iss.l, 32-51.

13. R.H. Ruby, H. Benoit, C.D. Jeffries. Phys. Rev., -1962-, v. 127, iss.l, 51-56.

14. R. Orbach. Proc. Roy. Soc. A, -1961-, v.264, iss.1319,458-484.

15. K.W.H. Stevens. Rep. Progr. Phys., -1967-, v.38, iss.l, 189-226.

16. G.H. Larson, C.D. Jeffries. Phys. Rev., -196(.-, v.141, iss.l, 461-478.

17. K.W.H. Stevens. Proc. Phys. Soc. A, -1952-, v.65, iss.3,209-215.

18. C.B.P. Finn, R. Orbach, W.P. Wolf. Proc. Phys. Soc., -1961-, v.77, iss.493, 261-268.

19. Л.К. Аминов. ЖЭТФ, -1962-, т.42, вып.3,783-786.

20. Orbach R., Blume М. Phys. Rev. Lett., -1962-, v.8, № 12,478 480.

21. M.B. Walker. Canad. Journ. Phys., -1962-, v 46 iss.l 1, 1347 1353.

22. И.Н. Куркин, К.П. Чернов. ЖЭТФ, -1982-, т.83, вып.3(9), 1072-1078.

23. J. Murphy. Phys. Rev., -1966-, v.145, iss.l, 241-247.

24. D.W. Feldman, J.G. Castle, Jr., G.R. Wagner. Phys. Rev., -1966-, v. 145, iss.l, 237-240

25. G.H. Larson, C.D. Jeffries. Phys. Rev., -1966-, v.145, iss.l, 311-324.

26. A.A. Маненков, A.M. Прохоров. ЖЭТФ, -1962-, т.42, вып.1, 75-83.

27. J.C. Gill. Proc. Phys. Soc., -1962-, v.79, iss.507, 58-68.

28. J.H. Van Vleck. Phys. Rev., -1940-, v.57, iss.5,426-447.

29. E.A. Harris, K.S. Yngvesson. J. Phys.C., -19(58-, ser.2, v.l, iss.4,990-1023.

30. B.A. Ацаркин. ЖЭТФ, -1966-, т.49, вып. 1(7), 148-158.

31. R.D. Mattuck, M.W.P. Strandberg. Phys. Rev., -1960-, v.l 19, iss.4,1204-1217.

32. B.A. Касаткин, Ф.П. Кесаманлы, В.Г. Макаренко, В.Ф. Мастеров, Б.Е. Саморуков. ФТП, -1980-, т.14, 1832.

33. В.Ф. Мастеров, В.В.Романов, Б.Е. Саморуков. ФТП, -1978-, т.12, вып.8,1616 1618.

34. Н. Ennen, U. Kaufmann, G. Pomrenke et al. J.Crystal Growth, -1983-, v.64, iss.l, 165-168.

35. H. Ennen, J. Wagner, H.D.Muller et al. J. Appl. Phys., -1987-, v.61, iss.10, 4877-4879.

36. H. Ennen, J. Schneider, G. Pomrenke, A Axmann. Appl. Phys. Lett., -1983-, v.43, iss.10,943-945.

37. R.S. Smith, H.D. Müller, H. Ennen, U. Kaufmann. Appl. Phys. Lett., -1987-, v.50, iss.l, 49-51.

38. B.B. Ушаков, A.A. Гиппиус, B.A. Дравин. ФТП, -1982-,т.16, вып.6, 1127 1128.

39. H.D. Müller, Н. Ennen, J. Schneider, G. Pomrenke, A Axmann. J. Appl. Phys., -1986-, v.59, iss.6,2210-2212.

40. H. Ennen, J. Schneider. J. Electron. Materials., -1984-, v.13, iss.12,114-125.

41. H. Nakagome, К. Takahei, Y. Homma. J.Crystal Growth, -1987-,v.85, iss.3,345-356.

42. В.Ф. Мастеров, В.П. Савельев, К. Ф. Штельмах, Л.Ф. Захаренков. ФТП, -1989-,т.23, вып. 12, 2229-2231.

43. В.Ф. Мастеров. Электронная структура примесей редкоземельных элементов в соединениях АЗВ5. Обзор. ФТП, -1993-,т.27, вып.9,1435 1452.

44. В. Lambert, Y. Toudie, G. Grandpierre et. al. Electron. Lett., -1988-, v.24, 1446-1449.

45. P.B.Klein, F.G. Moore, H.B. Deitrich. Appl. Phys. Lett., -1991-,v.58, iss.2, 502-504.

46. Л.Ф. Захаренков, В.Ф. Мастеров, О.Д. Хохрякова. ФТП, -1987-, т.21, 1524-1526.

47. С.Л. Пышкин, С.И. Радауцан, С.В. Слободчиков. ФТП, -1967-, т.1, вып. 7, 1013-1016.

48. К.А. Гацоев, А.Т. Гореленок, С.И. Карпенко, В.В. Мамутин, Р.П. Сейсян. ФТП, -1983-,т.17, 2148-2150.

49. Н.Т.Баграев, Л.С. Власенко, К.А. Гацоев, А.Т. Гореленок, А.В. Каманин, В.В. Мамутин, Б.В. Пушный, В.К. Тибилов, Ю.Н. Толпарог, А.Е. Шубин. ФТП, -1984-,т.18 ,83-87.

50. В.А. Касаткин, В.Ф. Мастеров, В.В. Романов, К.Ф. Штельмах. ФТП, -1982-,т.16, 173.

51. В.Ф. Мастеров, В.В. Романов, К.Ф. Штельмах. ФТТ, -1983-,т.25, вып.5,1435 1438.ел

52. Ч. Пул. Техника ЭПР спектроскопии. М., Мир, -1970-, 560 с.

53. В. Bleany. Proc. Roy. Soc., -1964-, A277, p. 289-295.

54. J.M. Baker, W.B.J. Blake, G.M. Copland. Proc. Roy. Soc., -1969-,A309, p.l 19-123.

55. К.Ф. Штельмах. Автореферат канд. диссертации. ЛПИ им. М.И. Калинина, Ленинград, 1978.

56. R. Kullenbach, H.J. Reyher, J. Unruh et al. Proceedings of 14 Intern. Conf. Defects in Semycond. Paris,-1986-, p. 214-217.

57. G. Aszodi, J.Weber, Ch. Uihlein at al. Phys. Rev. B, -1985-, v. 31,7767-7771.

58. В.Ф. Мастеров, К.Ф. Штельмах, Л.Ф. Захаренков, И.Л. Лихолит, И.А. Терлецкий. ФТП, -1991-, т.25, вып. 8,1375- 1380.

59. В.Ф. Мастеров, В.П. Савельев, В.А. Харченко, К.Ф. Штельмах. Тезисы докладов IX Всесоюзного симпозиума по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов. Ленинград, -1990-, с.136-137.

60. G.F. Koster, J.O. Dimmock, R.G. Wheeler, Н. Statz. Properties of the Thirty-Two Point Groups. MIT University Press. Cambridge, Mass, 1969

61. Emel'yanov A.M., Sobolev N.A., Shtel'makh et al. Applied Physics Letters, -1997-,v.71, N 14, pp. 1930-1932.

62. В.Ф. Мастеров, К. Ф. Штельмах, Л.Ф. Захдрелков. ФТП, -1987-, т.21, вып.2, 365 366.

63. В.Ф. Мастеров, В.В. Романов, Б.Е. Саморуков, К.Ф. Штельмах. ФТП, -1983-, т. 17, вып.5, 948 950.

64. B.C. Доценко. УФН. -1993-, т. 163, вып.6, с.1 37.

65. Тейлор К., Дарби М. Физика редкоземельных соединений. М., Мир, -1974-, 374 с.

66. Л.Ф. Захаренков, С.И. Марков, В.Ф. Мастеров, К. Ф. Штельмах. ФТП, -1985-,т.19, в.10,с.1841-1843.

67. В.Ф. Мастеров, В.Ф. Кобелев, С.И. Марков, К.Ф. Штельмах. XI Всесоюзная конференция по физике полупроводников. Тезисы докладов-1988-, т.1, 82-83, Кишинев.

68. Штельмах К.Ф., Терлецкий И.А., Романов В.В. ФТП, -1990-, т.24, вып.9, 1584-1588.

69. К.Ф. Штельмах, Л.Ф. Захаренков, Романов В.В, Терлецкий И.А., Штельмах С.В. ФТП, -1990-, т.24, вып.8, 1482-1485.

70. Löwdin Р. О. J. Chem. Phys., -1951-, v.19, iss.ll, 1396- 1401.

71. Т. Hayashi, M. Tanaka, Т. Nishinaga ,H. Shimada. J. Appl. Phys., -1997-, v. 81 iss.8,4865-4867.

72. V.A. Ivanov, P.M. Krstajic, F.M. Peeters, V. Fleurov, and K. Kikoin. Cond-mat/0208188,2002

73. Jürgen König, Hsiu-Hau Lin, Allan H. MacDonald. arXiv:cond-mat/0001320,2000

74. R.A. Chapman, W.G. Hutchinson. Phys. Rev. Lett., -1967-, v.18,443-445.

75. J.S. Blakemore, W.J. Braun, Jr.M.L. Stass, D.A. Woodbery. J. Appl. Phys., -1973-,v. 44, 33523357.

76. M. Kleverman, Е. Janzen, М. Linnarsson, В. Monemar. MRS Symposia Proceedings ,-1983-, № 163, p207, Pittsburg.

77. M. Linnarsson, E. Janzen, B. Monemar, M. Kleverman, A. Thilderkvist. Phys. Rev.B, -1997-, v. 55, issl 1,6938-6944.

78. M. Ilegems, R. Dingle, L.W. Rupp, Jr. J. Appl. Phys., -1975-, v. 46,3059-3062.

79. W. Schairer, M. Schmidt. Phys. Rev. B, -1974-, v.10,2501-2506.

80. P.J. Deen, C.H. Henry. Phys. Rev., -1968-, v.176, p.928 935.

81. P.B. Klein, P.E.R. Nordquist, P.G. Siebenmann. J. Appl. Phys., -1980-, v.51,4861 -4865.

82. К.С.Журавлев, Т.С.Шамирзаев, Н.АЛкушева. ФТП, -1998-, т.32, в. 1, 50 56.

83. T.S. Shamirzaev, K.S. Zhuravlev, N.A. Yakustieva. Sol. State Communs., -1999-, v.l 12, 503 -506.

84. V.K. Bashenov. Phys. Stat. Sol.(a), -1972-,v.10, p. 9-16.

85. N. Almeleh, B. Goldstein. Phys. Rev., -1962-, v. 128,1568-1574.

86. R.S. Title. J. Appl. Phys., -1969-,v. 40,4902-4910.

87. K.H. Segsa, S. Spenke. Phys. Stat. Sol.(a), -1975-, v.27, iss.l, p. 129 134.

88. G. Kühn, M. Hein,S. Wartewig. Phys. Stat. Sol.(a), -1977-, v.41, p. K13 K15.

89. А.Э. Васильев, Н.П. Ильин, В.Ф. Мастеров. ФТП, -1983-,т.17, в. 10,1823-1829.

90. В.Ф. Мастеров. ФТП, -1984-,т.18, в.1,3-23.

91. Д.Г. Андрианов, Ю.Н. Болынева, С.В. Лазарева, A.C. Савельев, С.М. Якубеня. ФТП, -1983-т.17,810.

92. J.J. Krebs, G.H. Stauss. Phys. Rev. В, -1977-,v.16,971-975.

93. A.S. Abhvani, C.A. Bates, B. Cleijaud, D. R.Pooler. J. Phys. C, -1982-,v.15,1345-1350.

94. В.Ф. Мастеров, Б.Е. Саморуков, Б.В. Черновец, К.Ф. Штельмах. Тезисы III Всесоюзной конференции по физико-химическим основам легирования полупроводниковых материалов.1. Москва, -1975-, стр.51.

95. В.Ф. Мастеров, Б.Е. Саморуков, Б.В. Черновец, К.Ф. Штельмах. Известия ВУЗ "Физика", -1976-, т. 9,144-146.

96. И.Я. Карлик, И.А. Меркулов, Д.Н. Мирлин, Л.П. Никитин, В.И. Перель, В.Ф. Сапега. ФТТ, -1982-, т.24, в. 12,3550 3557.

97. Модель глубокого центра MnGa в GaAs. Н.С. Аверкиев, А.А. Гуткин, О.Г. Красикова, Е.Б. Осипов, М.А. Рещиков. Препринт ФТИ № 1201, Л., 1988.

98. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Квантовая механика, М., Гос. Издательство физико -математической литературы, -1963-, 703 стр.

99. U. Kaufmann, J. Schneider. Adv. in Electronics and Electron Physics, -1982-,v.58, pp.81 141.

100. В.Ф. Мастеров, С.Б. Михрин, Б.Е. Саморуков, К.Ф. Штельмах. ФТП, -1983-, т. 17, в.7, 1259 -1264.

101. On the ground state of Mnaa defects in a Ga/s-Jin system. S.M. Yakubenya, K.F. Schtelmakh. Препринт ИАЭ № IAE-5374/9, M., 1991.

102. В.Ф. Мастеров, К.Ф. Штельмах, M.H. Барбашов. ФТП, -1988-, т.22, в.4,654 656.

103. J. Schneider, U. Kauffman, W. Wikening, M. Baeumler, F. Kohl. Phys. Rev. Lett., -1987-,v.59, 240-243.

104. Н.П. Баран, В.Я. Братусь, B.M. Максименко, А.В. Марков, Ю.Г. Семенов. Письма в ЖЭТФ, -1992-, т.55, в.2,108-112.1.ал

105. В.Б. Миме. Электрополевой эффект в парамагнитном резонансе. Киев, Наукова думка, -1982-, 224стр.

106. И.Б. Берсукер. Эффект Яна Теллера и вибронные взаимодействия в современной химии. М., Наука, -1987-,344стр.

107. N. Almeleh, В. Goldstein. Phys. Rev., -1962-,v. 128,1568-1573.

108. В.Ф. Мастеров, С.Б. Михрин, К.Ф. Штельмах. ФТП, -1984-, т.18, в.4, 755 757.

109. В.Ф. Мастеров, С.Б. Михрин, Б.Е. Саморуков, К.Ф. Штельмах. ФТП, -1985-, т.19, в.11, 2093-2095.

110. De Viccaro А.М.Н., Sundaram S., Sharma R.R. Phys. Rev. B, -1982-,v.25, iss.12, 7731 7740.

111. Термодинамические константы веществ, в.VII, ч.1.Под ред. В.П. Глушко. М., 1974, 105 с.

112. К.Ф. Штельмах, М.П. Коробков, И.Г. Озеров. ФТП, -2003-, т. 37, вып.8, стр.913 916.

113. Т. Castner, Ir.G.S. Newell, W.C.Holton, C.P. Slichter. J. Chem. Phys., -1960-, v.32, iss.3, 668673.

114. J.M. Sullivan, G.I. Boishin, L.J. Whitman, А.Г. Hanbicki, B.T. Jonker, and S.C. Erwin. Phys. Rev. B, -2003-,v. 68,235324-235329.

115. А. Керрингтон, Э. Мак Лечлан. Магнитный резонанс и его применения в химии. М., Мир,-1970-,447стр.

116. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Статистическая механика. М., Наука, -1976-, 584 стр.

117. S.C. Erwin, A.G. Petukhov. arXiv:cond-mat/02093289,2002

118. S.C. Erwin and A.G. Petukhov. Phys. Rev. Lett., -2002-, v.89,227201-227209.

119. J. MaSek, F. Maca. Acta Physica Polonica A, -2001 -,v. 100,319 325.

120. R.W. Bierig, M.J. Weber, S.I. Warshaw. Phys. Rev., -1964-, v.134, A1504 1510.

121. L.A. Sorin, M.V. Vlasova. ESR of paramagnetic crystals. Plenum Press, New York, 1973

122. J. Textjer, T. Gonsiorovski, R. Kellerman. Phys. Rev. B, -1981-,v.23,4407 4411.

123. В.Ф. Мастеров, С.Б. Михрин, К.Ф. Штельмах. ФТП, -1986-,т.20, в.З, 543 545.

124. N.S. Averkiev, А.А. Gutkin, O.G. Krasikova, Е.В. Osipov, М.А. Reshschikov. Sol. State Communs, -1988-, v.68, issl 1, 1025 1028.

125. K. Lassmann, Hp. Schad. Sol. State Communs, -1976-, v. 18,449 454.

126. K.N. Shrivastava. Phys. Stat. Sol.(b), -1983 . v. 117, p.437 458.

127. Электрические эффекты в радиоспектроскопии. М.Д. Глинчук, В.Г. Грачев, М.Ф. Дейген, А.Б. Ройцин, Л.А. Суслин. М., Наука, -1981-, 336стр.

128. Pietra В, Т., Bifone, A., Room, Т., Hahn, E.L., Phys. Rev. В, -1996-, v.53,4428 4431.

129. Т.Н. Yeoma, I.G. Kim, S.H. Choh, K.S. Hon*;- Y.J. Park, S.-K. Mine. Solid State Communications, -1999-, v.l 11,229-233.

130. P. Braun, S. Grande. Phys. Stat. Sol.(b), -1976-, v.74, p.209 212.

131. E.B. Horak, A.W. Nolle. Phys. Rev., -1967-, v.153, p.372 378.

132. M.H. Барбашов, В.П.Маслов, В.Ф.Мастеров. ФТТ, -1983-, т.25, в.4,1130 1134.

133. Р.Г. Хуцишвили. ЖЭТФ, -1956-, т.31,424 428.

134. W.E. Blumberg. Phys. Rev., -1960-, v.l 19, p.79 83. 1331.J. Low, D. Tee. Phys. Rev., -1968-, v.l66, p.279 - 282.

135. П.И. Баранский, В.П. Клочков, И.В. Потыкевич. Полупроводниковая электроника. Справочник. Киев, Наукова думка, -1975-, 704 стр.

136. К.К. Ребане. Элементарная теория колебательной структуры спектров примесных центров кристаллов. М., Наука, -1968-, 232 стр.

137. Оптические свойства полупроводников. Под ред. Р. Уиллардсона и А. Бира. М., Мир, -1970-, с. 386-394.

138. Арсенид галлия. Получение, свойства и применение. Под ред. Ф.П. Кесаманлы и Д.М. Наследова. М., Наука, 1973, 165 с.

139. R. Braunstein, Е.О. Kane. J. Phys. Chem. Solids, -1962-, v.23, 1423 1427.

140. В.И. Перель, И.Н. Яссиевич. ЖЭТФ, -1982-, т.82, в.1,237 245.140К. Maeda, К. Ueda, and К. Ito. J. Phys. В: At. Mol. Opt. Phys., -1993-, v. 26,1541-1549. B.M. Lagutin, V.L. Sukhorukov, I.D. Petrov, H. Schmoranzer, A. Ehresmann, K.H. Schartner. J.

141. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., -1994-, v.27,5221-5226.

142. M.D. Sturge. Phys. Rev., -1962-, v.127, 768-785.

143. M.I. Nathan, G. Burns. Appl. Phys. Lett., -1962-, v. 1, 89-94.

144. Y. Tanabe, S. Sugano. J. Phys. Soc. Japan., -1954-, v.9, iss. 753, p. 766 782.

145. M. M. Kreitman, D.L. Barnett. J. Chem. Phys., -1965-, v.43, iss.2,364 371.

146. S.J.C.H.M. van Gisbergen, A.A. Ezhevskii, N.T. Son, T. Gregorkiewicz, C.A.J. Ammerlaan. Phys.Rev. B, -1994-, v.49, iss.16,10999-11004.

147. V.A. Ivanov, P.M. Krstajic, F.M. Peeters, V. Flerov, K. Kikoin. J. of Magnetism and Magnetic Materials, -2003-, v. 258-259, pp. 237-240.

148. Robert W. Jansen and Otto F. Sankey. Phys. Rev. B, -1986-, v. 33,3994-4001.

149. O. F. Sankey, H. P. Hjalmarson, and J. D. Dow, D. J. Wolford, B. G. Streetman. Phys. Rev. Lett.,-1980-, v.45,1656-1659

150. Charles W. Myles Otto F. Sankey. Phys. Rev. B, -1984-, v. 29,6810-6823.

151. C. Zener. Phys. Rev., -1951-, v. 82,403-409.

152. V.N. Flerov, K.A. Kikoin. J. Physics С : Sol. State Phys., -1976-, v.9,1673-1678.

153. P.W. Anderson. Phys. Rev., -1961-, v. 124,41-49.

154. F. Matsukara, H. Ohno, A. Shen. Phys. Rev. B, -1998-, v.57, R2037-R2049.

155. В.Ф. Мастеров, С.Б. Михрин, К.Ф. Штельмах. ФТП, -1985-, т.19, в. 10, 1867 1869.

156. М. Zomack, К. Baberschke, S.E. Barnes. Phys. Rev. В, -1983-, v.27, iss.7,4135-4148.

157. F.R. Hockstra, K. Baberschke, M. Zomack. Sol. State Communs, -1982-, v.43, iss2,109-112.

158. M. MacMillan, W. Opechowski. Canad. Journ. Phys., -1960-, v.38,1168-1181.

159. M. MacMillan, W. Opechowski. Canad. Journ. Phys., -1961-, v.39,1369-1380. 1591. Svare, G. Seidel. Phys. Rev., -1964-, v. 134, A172-A193.