Обменные эффекты в микрокозонных полумагнитных полупроводниках на основе соединений AIIBVI тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

рг Б ОН

1 8 ОПТ

.ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ ДЕРХАВКИЯ УНІВгРСИТЕТ

імені »рая фядьковлча

На правах рукопису

КЛІЧУК Оль і’ Романович

ОБМІННІ ЕФЕКТИ В ШИШШЗОШШ ШШ1ВМАГНІТІШ НАПІВПРОВІДНИКАХ НА ОСНОВІ СПОЛУК А,? В''1

01.04.10. - фізика напівпровідників та діелектриків

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації -йа здобуття наукового атдатапя кандидата фИзико-математичтс, наук

Чорнівщ - 1995

Дисвнртац'іею в рукопис.

Робота зихонан-а на кафодрі фізичної електроніки Чернівецького державного університету їм. Юрія їедьковичв.

Науковій квріинкк - доктор фізико-матбмагачншс наук,

Офіційні опоненти - доктор фівико-математичних наук,

Провідна організація - Львівський державний університет їм.1,Франка. .

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 07.01.06 при Чернівецькому державному університеті•ім.В.Фадьковича Sa адресові 274012, м.Чернівці, вул.Університетська,2, велика фізична аудиторія. ’

З дисертацією можна озяаЗохитисй в науковій бібліотеці університету, вул.л.украігош,23.

професор Гаввлеюсо М.її.

профосор Мельничук С.В., доктор фізико-матемзтичпїа нвук, процесор Корбутяк Д.В.

Захист дисертації відбудеться

1995 р.

Вчений секретар

СП9ЦІг.-?ІР'-Я8?:' ■ ряЛГ

Актуальність теж", Огїчнаїми рокпчи в фізиці нзпівпро-«ідникіп мекне спостерігати значно наукове зацікавлення до HORoirj класу пчпіваровшкковизс матеріалів - нвтвквгнітгоиі напівпровідники., ттчекня ягам, почалося поріпняно негайно. До та яялчзагь кристали легова«» Зй-йокамя пврехілтх металів, збо тверді }г„'зтаня, як'*, мїот.чть мнгнітну компоненту. Основна відаїннюі'ь напівмашітнюс яашяпр~вЗДот<ій шл звичайних H84ÍDnj)JBiJVKJ3íiB ІЮЧЯГ!.> В ПВЯВІЇООТІ ОЙМІПНОІ взаємодії risf мйгнітшіми момвятякя магнітної компоненти і гонгами naotтаї заряду, лня ітрпяалячтьпя пря накладанні совншгаого магнітного паля, ііп особливість njмво'-ять цс великих гп?нових то орбітальних рояиеплшг. зояник стан’ія електронір, ді;" рак, ексятотв тя до прояву гггзпгського мзгл'ітшпти'іного ефекту Фарадея.

Серед нашпмагштних няпівпроБіднукіз особливий ікторес викликають, яя порївішяно добре е'лвчріші матеріал:! нп основі марганцю (СбГв;Мп, КгуМ^Тв), тук і менше дослідженні на основі салі за (CílTerFe, Fe^d^Te >. Зокрема, останні “ напівпровідники маоть більшу різноманітність фізитшх властивостей ч порівнянні з матерічлзют на основі Ш. № викликано тим, що йонп МгГ в кристалі поводять себе подібно - вільним йтомом, в той час йоиа Рв** модифікуються криотйлічнлаї полем. Валику інчпрмяганнгсть для дослідженім 'відзначених особливості'?. в таких-матеріалах мшпть оптичніт магнітні то магнітооптичні тліргзвияя. результати яких представляють інтерес, fu: для ійундвментвльної яяуки так і з точки зору вирішення пргоитдщіх проблем. В рв’зку з чим зростое роль досліджень повні ичиівмагнітши: напівпровідників на основі »злі за та сп'їззітелоня:. u характеристик з матеріалами яа основ; мврганцю. ■

Метою робота було илявлеягя особливостей в магнітних, бнтичних т.ч м'ігнітооіп'ичялх вля:;тігпостях нчи'івмзгиітних на-шні[юг!іднгагах на основі заліза та їх сшвстчпладчя а віяло-

вгдаиуи характеристикам для матері ал іе, які містять марганець .

При цьому були поставлен: наступні основи' завдання:

1. В-дроблення і покращання технології синтезу і росту монокристалів СйТ&'.Мп, Мп Сй "є і СйТ?:Гв, ?е Осі Те, які

1 . т х 1-* ■ и 1—*

підходять для проведення магнітних, оптичних та магніто-опткчіійх досліджень. .

Зимі^квання кагніткої сщулйнятлкбості СйТигМп, Кп Сі Х'з і С£Гэ:?е, Ув Сб Те для дослідояня магнітно! підсистем в цих матеріалах. . .

3. Дослідення температурних, спектральних, польових залежностей магнітооптичних ефектів для визначення параметрів обмінної носій-йоннон кйаемзди.

4. Дослідження магнетизму локалізованих магнітних моментів в нагґіьмагнітяпх іпшівпрозіднкках -в широкому діапазоні зміна напруженості зовнішнього магнітного поля.

Для успішного розв’язання сфсрмульваяпх виде завдань, за літоратуркими даними було зроблено аналіг» сучасних теоретичних представлень і експериментальних даних гпо обмінні ефекти в нртіівмагЕітних напівпровідниках. Детальне вивчення температурних залежностей магнітної сприйнятливості, спектрів оптичного поглинання, відбивання світла, ефекту Фарадея в широкому діапазоні магнітних полів та Температур проводилося на кафедрі фізичної електроніки Чернівецького державного університету з використанням сучасних вимірювальних, приптроїв. '

Нй 'кова новизна визначається сукупністю одержаних ' результатів, ‘найголовніиі з них:

- І. Запропоновано модифіковані методики досліджень і обробки результатів вимірювань ефекту Фарадея в сильних імпульсних магйітних полях, за допомогою додаткового зразка.

2. В роботі проведені порівняльні'експериментальні дослідження магнітної сприйнятливості С1Те:Мп, Мп^Сс^ уТе і С(1Тв:їо. їе^са^Те. Для пояснення отриманих результатів використано кластэрну модель, в якій внтеферомзгнітна взаемо-

гля у. і к магнітними мож атаки відоуваяться через збуджені стари атомів телурі. ^ досліджень магнітної сприНнятливості матеріал:в яа ослові звлізя зроблено висновок про шілиз яз но і ел-зктронмх переходів и анэргаточній структурі Конів

Ря*\ ■ . .

3. Вперше рчрнй’!.о;іо суну обмінних інтегралів ар-'Л-

взавмодії для ГегИ Те -з ,шм іддаиь температурних, спектральних, цольомк. задояноствй в^кту Фарадея, вкявлчно декілька типів вкладі^ в нього.

4. Ня ««нові отриманій результатів по ефчкту фярадоя

виявлено 'іот-Флекївськяй парамагнетизм та анізотропія магнітних вдчотивостей ¡Іонів ТГе?* в ' куОічігих кристалах Те Сб,_чТв, які пов'язпш я розщепленням . основного стану

сшн-орсНталыгов пзтмодіев та кристалічним полам п сильному магнітному полі.

На захист виноситься:

- модифікований матом дослідження ефэкту Фарадея в іга~

швмаг’иітиих напівпровідники в сильних імпульсних мгутитяих полях в використанням додаткового, "компенсуючого" зрззк: з

дізт/шгнітпого матеріалу; '

- особливості магніг.ної сприйнятливості крлствлів твердих роячииіа ?еуС!ї) ХТє, які пов’язані з струк-

турою капі і тіш і іпдсигіемп, а також енергетичною структурой «снів Ма” та ¥в7* в таких, матеріалах: .

- результати дослідження обмінно і взєвмодіі між лотлі-

аояаіаияі г.'ї!гчі'ін'№(! їлумчятзми та долокчлізіпашми. спінами вільних носіїв заряду*в нашгалагштних напівпровідника* на основі :заді?л тії ¡а спшотакгення о даними' для кла- ічвих нашими г ні пик я'кннлриаіднлнів, яіс> містять магнітну компоненту Ми; •

- результати доолідікешш мнгнотизму локалізованих маг-

нітних момент і в >з наш вэтпптких напівпровідниках на основі Уэлша за допомогою оОмінноі ар-сі-взаемодії, які виявили йап-флекшоыдай парам; ігнчтизм та ппізотропію магнітних влао-імвисівй йонів Т</'. .

Прякгична цінність. Вряхоьуючк високу чутливість гамі-риьань w/kitho : сігри^яятлигогг :, экситонних стктрів лоо-у.ріхтяліз, ¿.г^раз? • "вП'У.'.ьт.'ітн чсх'Л'ь бути вико-рхгівйї ДЯД ЖХі'іроЛЕ ЬКОСТІ , вгзнв-шйя кмтту 'і розподілу маг.-:і.-яIі: кожакэнти н-їліе^іг-пігіпо' аагівиртсідлік».

;і;:л=.лб ро?ст; узі’к'іт-і'тгтя'ші їг.ракторі.отіиві нал'ів-К'Ліпгя..л Hftr.:a:çjüb{Sjrejtt3 усзла Е;:>:орис:тзти *»я розробки на ТІ ССН'Л'.І ХЯГЛПйС.ЙТ55-ПГ4Х ÎÎ7.JCTÎ0ÏB С МСДі’ЛЯТ0р'І8, оптичних EJr;TKJir, уй~/-лтооптигних дат т;ік:г. і ;;ілг,ц;.)

;);;.рл.:.гїл] рогул;.7;,7-;; ,і;с'зл;і;я:'''л>. кчгн'т'їни, оптячних 't л*.„п::гсопиг«йас нлъгтхзо'г/с." т'стчлгз Кп СИ Те 'і. Те 04 їв іготулглиї- г.'лияновку повальних робіт по теоретичне ку і Ркгаерквдн:;ъ~ьном;.’ пцгчешш тпк-:і-С! ро; / матеріалі ь.

' Достовірність СТГтайККХ резу^ЬТ.ІТІР ‘ і зроблених НЕ ЇХ ОСНОЯІ ВїіСіЮ7.КіВ бРЗупЬСЯ H h Епнорготакні ВИСОКОТОЧНИХ методик , апробойянкх ргсие аг ¡;юзг. оо'еггах. традаиу викс-риоівмп для оброСкй ¡;9зул'-.~ЕТтЕ війИргязаиь досковчлої об-числерйльної техніки, вирокім обговоренням результатів ропот л пь свмшярчх та конферзниіяз. ■

АпроОицік робота. Оскоьні результаті; дистртеційної робота булл апробовані і обговорювались на нвукових сомі нарах Kw.I*,\q:;ï фізики нзлїщ.рвідаинсакх игпврігМь . Чернівецького дар^іг.ного університету, XI-XII Еоесоюзігк? конференціях цо фіртп нагіїЕпровідпжін { Кишинів, 1938, Київ, 1990 )Ç ЛІ ЗС9СОЮЗНІЙ КОЯферВДЩІІ по кз-ор'іалозиявотку іалькогв-НІЛЛ7.Х ЛЗГІІЕПРОВІДЯПКІВ (Чернівці, 1991 ). МіхнпрощиЙ КС'[-¡яренції по магнетиках ( Міссурі, СІ11Л, 19Э2), IX Міжнародній конферендії по потрійних та багатокомпонентній сполуках ( Йокогама, Японія, 1093 ), IV Міжнародній конфореші'іі по Фіяиці і технології тонких шн сок ( івшга-Фршікіисіьк, 1993).

Публікації. За рэзультптпмп досліджень опубліковано 10 друкованих праць. ■'

ОС'см і структура роОоти. Ліютртаиійна робота сжлз-гачться з вступу, чотирьох розділів, пуснопнів, списку ци-

тованої літератури, прхуїток, вміщує 14?, сторін-сл у.аакно-пконсго тексту, 32 малюнки;, 5 тз<3ляць, 129 наймзнувакнь літературі«}: джерел.

ОсоОиотаа внесок дисертанта. Сеном'і результат* та япо-новки дкі^ртаці; огж-'.ні авторе;/.. Носіяйов-чз завдання та ООГОВОрГОЕЗІШЛ результатів СіуЛГ. TBTKOKSii; спільне з наукоЕ'лм иер'івникой.

оснойш зміст роботи.

• У вступі зоданв загальна xspaKioptfcwKa росоти, обговорюється ахіуадькгсть проблеми. еі^і-куль зьаш кету, наукову новизну, птагат-лчну цінність одеркзіших результатів тт основні полокеяня. які мгнопятьол к-з загас і з дзсертам і. .

Періаяй розділ вшзчча-; в с. ie огляд літератур;'.. З ньому даються особливості зонної сгрунту;а яатвмагп'ітяих напівпровідник «г на основі Уп і 2и, яаягш відомості «о оптичних і мяі яітн/х власі/зоетях, вп.т:г/,/ оСгі.інкйх sp-d-, d-d-вяяєішдій нг» магнітоопглчіа &4октк.

В)вкти ооміняох взавходіі зільнггк аоаіїь заряду з лока-ліеов&ними м?.гн'і тніжа иоментата тз мін езмдма магнітними мо-квнтй'м прсіявляютооя в жагнігапегованих металах та магнітних напівпровідниках. Але а тталг.л иа ці ¡иіїт.цв апл/зингь неактивні ьмязмодіі в системі носіїв струму, а в м'инігтіх на-Ті'івпрсіч'іднйках евпьт взсісмодія між самими «агнітяама мокеи-ТОКК. В ЗВ'ЯЗКУ З ЦЕМ ОСООДЇІЕИХ ІНТврна ІірвДС'і'ПВДЯаЛ'Ь дсс-■л'ідгадія проявів об;.пкноі взззкодії в ішіїівпротдгапса*, які містять дом'шку мьгнітних іонів, або в твердих розчинах кег-ттшіх напівпровідників в Н0КВГЯІ-ТНИХ, тобто так вваякх на-швмагнітинх напівпровідниках. ІЗ цьому випадку ефекти зр-й, d-сі-сбм шно і взаємодії виражені в більш чистому еигляді [1], a -fSKOK мавть практична застосування.

В сплавах UK A”xBvl існують два тига обмінних взаємодій. Сильна гр-Ц-ввяемодіп типу Кондо мій спінами зонних олектротв і локалізованими магнітними момоитами домішки ро-

Оить значний ьшшв на електронні властивості, в той ха час Оільш слабша міжіонне гейаенбергївська d-d-ваавмодія ьиьна-чае статистичні та динамічні магнітні властивості.

В двигчу розділі розглянуто теоретичні аспекти ибмштх чяавмодгй в пирокозоншх напівмвгні'лиїх ната^оовїдккках., а також їх прояв у us.Піітш та магнітооптичний, властивостях.

' Магнітні впас-'іьост'і нзйівмагніїнкх матеріалів на основі аалтзв (.жить властивості ван-фл&ківського иврамагивтика, ЩО ПйВ’ИЗЬІіС В ОІійргеТИ'їЯОМ структурою Яонів ?егт, в той Кй час: кркств.г:: нз основі марганцю поводять certe, як звичайні К ' ирі - ВіДооеськ t парамагнетик/.

Другий розділ РМііЦУЙ СГОїС М‘''Т0Д7ИИ вКСЧвріІИОНТ І в. а ньому ЕИКЛЗДЄНі М9Т0ДИ за ДОПОМОГОЮ ЙХ11Х вхрпцувзллсь WOKO-

криетели 0?„Ts:Mn, Ifa^Cd Ге і Те та вэпч-

доні схеми і оігкс установок для ьимірраашя магнітної сгрин-рнтлпіопті, оптичних та магнітооптичних досліджень й стиціс-ньрнкх та імпульсних магнігник полях. Бкнзені особливості низькотемпературних способів дсслїдгпнь. Рвпропорозакс коде-фіковаїїу мете’дкку з використанням додаткового ”ксілпет:уото-гп'' зрчзкв для дослідження ефекту Озрддвя в сильних гмпульо-¡тх мегнітгаи полях. -

; В третьому розділі розглянуто дослідження мзгк.-тних та оптичних властивостей нап'івмзгштнігх яягггвпрсшідяикі'з.

Доел ¿давніш магнітної сарийнятлпвооґі ( % ) кристалів

Mn^Cd^TE ( 0 $ х Ч 0,35 ) методом Фарадея ( Й=зкЕ ) в інтервалі температур г7 - 300 К показали, шо звлахіїовті хМг’, * ‘1 (V) g ітрямтя лініями або складаються з ділянок рівного на хилу, які описуються відповідно законом Кврі або Кюрі-Иойся. Від’ємні значення парамагнітної температури Кюрі ( 6 ) саг/.■ чать про шгаї/руромагпітау взаємодію між атомами Мп. Магнітні параметри зразків СйТе:Міі, Mi^Od „Те ( Є, ц ) залежь, ь від нахилу прямолінійних ділянок залежностей хй* = f(Т?, тому вони визначені для кожної з них (табл.І). Для пояснення залежностей 5("‘ *І(Т), найкраща підходить клаотернв модель, яка враховує магнітні властивості кластерів рівної форми, а

також Яй'АіВ Мп*г, які не еззєиодгеть міх собов.

Мояигавиш твітзгги ввділвнь другої фази f кластерів, які відповідають цим фазам* з дєних кристалах в: МйГ» СТс*37К), мйтол'пний марганець (Тс*І00К) ї №пТв (ТС'307К). Воі ці фз-

за - ангифіромагн і тн і і їх наявність повинна приводити до особливостей на температурних залежностях магнітної сприйнятливості при ькаааках температурах На ля СГ ). В кластерах, які відмов.дають цим фазам, антифоромагнітна взаємодія гро-лвллється слабше, ї'ік в самих фазах, і звлвжиїь від розміріь кластерів t температури. При збільшенні концентрації домішки і' відповідно розмірів кластерів параметри Є і Т , які їх характеризують, будуть збільшуватись, наближаючись до тих, які відповідають фзззм: Мг.Т» , металічного Мп або МгТе, а при виділенні иуік фаз співпадуть в кши.

Аналізуючи ці дані, мояне арогМітя висновок, іде. найбільш ймовірними 'В кристалах Mnv0(3, vTa є кластери типу Мп-Те-Кг»--То, які відповідають фазі КпТе. їаке припущення' підтверджується слідуючим:

І. в твердих розчинах V.r\KCcli >(T^ ' атоми Мп зам миють атоми 00 в вузлах кристалічно і гратки ( ізова.отнгае заміщення- ! ,

,2. Зломи, які спостерігаються на залежностях Хи.' *Г(Т), свідчать про магнітні фазові парахода в' локальних областям зразків Mn^Gd Те - кластерах, тобто переході': кластерів

різних розмірів з магкітовпорядковйного в парамагнітная стан при підвищенні темперятури. Ні переходи знаходяться при ї > > 100 й. Тому, зломи на можуть Оуп? пов’язані з переходами я аи7и$«ромагиітного в парамагнітній стте фаз .МпТе2 або Мп (тим. більше .відповідних їм кластерів!. так як ці. переходи для них' ¡ірог.одять при 'Г С 100 К.

При концентраціях ментга х=0,0ІІ іони Мп1" не взаємодіють міх собою, про ис‘ ивідчить відсутність зломгв. Ноіль-шення в з ростом х підтверджуй припущення про те, що размірд кластерів збільшуються по мірі збільшення складу Мп в крис-^твлвх Jfr^Cd^Te. Відсутність зломів на залежностях х~* =-r(Т) для х ? 0,15 пов’язано з появою взаємодії між самими кластерами, по характеризує поріг протікання.

Для аналізу температурних залежностей магнітної сприйнятливості були ¡юбудоввні залежності =Г(Т). Дані залеж-

цопт'і аітроксимувьли ділянками, які описуються законом Кюрі -Войса або Кюрі. З даних залзаагаитей визначали ефективний магнітний момент (u_fl) іонів ?зіт, а тзнся томігервтуру 9 І температури зломів Т т . Аналіз проводився по відносній ам'їш ч , , позначивші за ІООЖ максимальне знч>!бішя магніт-• *<« , ного уомєнтп гр;: гиаояис температурах. Е тя'Зл.З Т і Тг -• гегаературк зломів, з ца, ц , иа - магнітні ефективні моменти визначені з відповідних прямолінійних ділянок; Температура ялом і в т ві зміною концентрації магнітної домішки (\t*. ■=Г)>ІО*7-- х-0,03) змінюється м.чло, в той у,о 'tac темпаратурв зломів т збількуаться, а при х > 0,01 аломи при дайих температурах відсутні.

Таблиця 2. Магнітні параметри кристалів CüTe:fe і

F^Cd^Te.

Аналізуючи ці дйн.. можна зробити висновок про то, що найбільш ймовірною ігричзшоя зміни магнітного ефективного va-Манту ІОНІВ Fe1" е теплові переходи між рівнями етп-

н'їв 3Е(°Га) і “г (sra). Таке припущення підтверджується слі-дувчим: .

1. Лані особливості (зломи) на залежностях (Т)

мають приблизно о.одвхову температуру при різних концентраціях магнітної домішіоі. . ■

2. Вгдсутніст1 анізотропії намагніченості при Т й 40 Н свідчить про малу заселеність кизьколежачих ріЕнів стану вЕ(аГ ) і малу ймовірність переходів міїк ними.

■ 3. Великі значення інтегралів d-d взазмодіі міх ййнами

Fa1'" в порівнянні з матеріалами на основі марганцю (для lin -5,4 К; для Те -22К) приводить до неможливості іданійфікуветк ці особливості, як переходи магнітних домішок з антиферомаг-нігного-в парамагнітний стан, .

В зв’язку з розбіжностями даних по залежностях, енергії забороненої зони ( Ед ) еід складу х в твердих розчинах ?ехт^Те були проведені оптичні дослідження цих матеріалів. Поєднання результатів вимірів спектрів екситонного відбивання і оптичного поглинання дозволило- встановити емпіричну залекність для ширини забороненої зони ( Ед ), як функцію концентрації заліза в досліджуваних твердих розчинах:

Е9 (X) - 1,605 ♦ 0,2*Х, при T.* 4,2 К; 0 $ X €*0,05.

В четвертому розділі викладені результати досліджень ефекту Фарадея в сїЕЦісизрних та сильних імпульсотх магнітних полях при низьких температурах.

Проведено аналіз частотних залэкностей ефекту Фарадея з використанням таких аналітичних виразів, як:

ТІУ* 4 Е*

Є - —------------z-----ї—Ї7Г ДЕ , де (І)

гно ( Е* - Е )*'* °

Е - енергія фотонів; <1 - товщина зразка; ь - постійна Планка; о - швидкість світла в вакуумі; Ео - енергія переходів на екситони» рівні, Т0- конствнта, яка.характеризує силу ос-

цилятора екситоного нервлоду І; ДЕо- розщеплення бкситонних станів; і, .

' 94( Е ) = А, ( К9 - Е )•*"*, де (2)

Е. - ширина зйбороі-'йноі зони, А4 - константа, яка лісличае ефекгдан? каса електронік і діусж, а твяок їх' ^-фактор. Ьк-раз (І) опису* еаеикжій, а (2) - міжзокний ефадг Фарадея.

Зіючно більша иаг/лннх коксгвнти Верде в кагеріал« на ооноаі нздмію, ніж ідагчу кйЯСільп ймовірно пов’язана я величиною ош: псії'хлтор.-іого парах^ду в СаТй і 7,пї8, :лк ян ва-лігпіна інмгр'ша об^лпіоі аза-:?,¡оді ї для Чп^са^ї’е молза ШК в КП^. ,иТе» ( <» - ¡5 = І,І--' еЗ для Мп^-^в , а - б -’1,26 ей для І'л^ііп^їз). волл'г.даа снлїг оірілятора таегтакого переходу з СаТв заачш більша ніж. а ЕгїГз . Аналог і чнг> тенденція сгиотарггазгься і л раді напівм^гьітям кристал/а пониженої сим^трн й^М І та ¡&і^№ І,.

Цікаа: особливості знайдеш ь мєлптоуольоеих заіижасо-тях фардзеіьеьксго обертання 2 слшлшл імпулмадо мнінігнах жига ( до 260 хВ ). Розглядам'«! дні сходинки при Н4 і Л , які експериментально спостерігаються у польових залежностях фарадеївського обертання, використовуючи наближення, згідно якому йсли Ми*’ випадковим чаном розподілені тго- катіонним ізузлвн, а тааож пропорційність між екситон ним розщепленням ДЕ і намаї'нічеііістп магнітної підсистеми оцінювали константу обмінної взаємодії між іонами марглішя .7нм = (- 'М±0,5) К Де зн&чзяяя близьке ;:о величини визначено? з прямих вимірів намгагнггокссгі в даних, кристалах.

При іьгерпркти і проведелшх досліджень для СсІТв:?е ви-ішркстоьуЕзли порівняльний аналіз з аналогічними результатами для СаТегУд. ¿нвлітичтю кут фарадеї бськсіго обертання в зялвшоогі від енергії Фотоніб в області ексигоииа порвході в визначається виразом (І). Шляхом підстановки відомих з літератури параметрів для СііГе:мп співставили експериментальні дані і спі ввідноюення (І). Добре сіг'і впадання експе-

римвнту і теорії одеркано при значенні шдгоначяого параметру ї'*'* * 53•ІО"1'“’ град-Дж. З врахуванням гаго; що величина параметру І’*'"* визначається- основно» дівкагаїтною матрице» ( тос;о СсІГь ), допускали зяаПдоаа значзнпя придатним .. для описаная фвз'адеївоького обертаная її кргстзлах СйТягїе. Поелідуюче ошЕСтавляння експор.-лэктальних даш'л і в^рязу (І) дало можливість оцінити для тйкік. наяівмапптних нашвироь'їднлкіа вели’агну інгагралу обмінної й.іазмодії кія; зонними кос': яга струму і локалізованими магнітниА^і моментами.

¡Згідно 131, розщеплення екситоняих отая;в L'.ia складається а ауки двох вкладів:

. ДЕо «-х-К0( а - р )'<SM> да Cv

а, 0 - обмінні інтеграли'взаємодії магнітних Чснів з элзк-тронзгог і дірками; ge ь ефектяанг g-фзкторк алакірола і дірки. Перший,доданок в (3) описує вклад ©Змінної йзяоуодії маг ітних Яонів з зонними носіям/ в аапіьмагаітному їханів-ігровідшіку, а другий представляв собою звичайне зеоманівсьне розщеплення зонних станів, характерне і для ¡»магнітного кристалу CdTo. Наглядну ілюстрацію впливу цих двох %мьдіе в АЕв дає кагн'ітопольова залежність «іарадеївського обертання. Якніо в невеликих полях, залежність 9/d'Я) визначається головним чином обмінним'вкладом в (3) і‘описується функцією Брі-люена, то з росток напруженості магнітного поля починав переважати ЗЄЗМ8ПІВСЬКИ.й вклад.

Вперше виявлено анізотропний ефект Фарадея в кубічному напівмзгнітному напівпровіднику їекСс1,.хТ0 обумовлений ані» зотроп і s ю намагніченості в цьому кристалі. Анізотропія фараде ївського обертання також зміниться а залежності від температури кристалу. Привертав до себе увагу плато на двох кривих ( НЯ (100) і Н|(ІІІ) ) в інтервалі 5К $ ї $ J5K і іх сгії впадання при Т ÿ 40К. Перша особливість обумовлена парамагнетизмом Вян-Флека нагіівмагнітних напівпровідників на ос-

колі заліР-я, для якого гчрзктврн*) незялзгяість намагніченості від токпчр'лурп в ••ілпсїі гелі ввік тзмларатур. Зшгкнеяля гшзатгкш і і-ермле :всь”.огг) обертання при маих темпорптурах г.ов’язано а ?кя, по за«котздгар&іуріа анізотропні обумоале-на головним '-мном найгі ілми акаікп<,нярт’втлч’пмк станам« Яона ?о*‘ (дуглиту аг ). В щдешзгиаям температури проходить процес заселення гіііл'.'і високозчергвтичттх рівній, що в 'причино» ЗШИЗІвПНЯ аНІЗО'іроїт ІЮУ-'Я'ИІЧОНОСТІ ваврГ9Г.ГІНО< структури Яснів То”.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ 1 ВИСНОВКИ.'

І. Запропонована модк^-ковбну кетох.тку дослідо/шй афекту Фарад« .ч в садіьлих ют/дьсні'х глзгні тнах г.олпх, яка полягає в шшориегпняі додаткового "іюшвисімгого” зразка а дампгнітного клгррізлу. .

Я. Встановлено, що в магнітній пііс:їот9Мі кристалів МпхСі3»->Л'9 0С,І0ВІ?У Рпль в 'інтзрБГ.лі тегащратур 77 - 300 К

при О.ООв < х « Г, 15 відіграють клкгтера типу Мп-Те-Мп-Те, які відпон'ідпггь Фчзі Мпїє. В шіг. кркствлпх антифе роиагп і тич В ЗВв МОД і Я ВІДБУВАТЬСЯ 1ЄГ93 збуджені атоми телуре.

У. Видалено, що в кристалах ГечСгі Те в інтервалі температур і?;і - ник зміна елективного магнітного моменту' пов'язана з адчктрочнкми терехопаки ’Е - вт в енергетичні» Структурі Лон і в То1". '

4. На основі рш:‘рів оптичного пропускання і спектрів ОКСЯТОНПОГО ВіДОГВЧНіЬі твердих розчинів Го Сй їв встановлено емпіргту залежність енергії забороненої зони від складу і: "

Е (х)*1,ТОЯ І 0,3-я, тіри Т - 4,2 К, О < X < О.ОБ.

• Т;. із .тіпяізу сшктрлльних ізалокгастой еф<?кту Фарадея

для кристал їв Є<1Тз, Мн„СИ. Те, ГвчОс!.і ^Тв ( О < х < 0,05 )

ьстанс'алчпо, да п довгоятгльопіП облаигі сичкгру ( Е=І,35-

I,-:b еЪ ' шреважэв имжасиизз:, з в оолясті спектру Е-1,45 -Г, of і ?3 акоииннлЯ еіїянт Оарздія.

G. ¿ослідкзяа даиьмню магнітооптичних ефектів в залежності від скла бсцелягорз ОСНОВНОГО еГ.'КТОРЮГО ПОТ0ХОДУ в опелулзх Ие ( Д - Od, £г<; Б - ’Ге ). Нальчика вфжту

Фарад» я в Mfceÿiansx из основі ідагу кепка, ніж б матеріалах на oc.KDïn н.адті?:, ет .’іоясютться тетею силом осцилятора ЄКСлїи№ОГО ЧЯ?ЄХОДУ Гї ОйТэ.

7. На основі досліджень афекту Озрадвя б сшїьшіх ім-

гп льотах гагиt-них пздях і ля 25г» нЕ ) в кристалах to 04 Те оцінено константу оЗмінвоі взаємодії міг, йенами Wri2’, яка дорівнює Снн = 5,4 ± 0,5 К.

8. З досліджень ефекту Фарадея ь нап'ївкагні-зях напівпровідниках Р© OdL1_Jt,r*ї встановлюю різницю оОміших інтегралів чзаемод;: аоинях носіїв струму з локалізованими мягнгт-нжп моментами Зоні в ï‘9*t ї: ( а - С ) - І, SU вВ.

9. Еай-фіекіиський ііарамагіічткзм та вн' зотропія ефекту

■Гарадэя в сильних магнітних полях кристалів ї’амОй Та обумовлені еноргвтігчнон структуро» йонів Fe**. Зникнення ані-

зотропії я підвищенням температури пов’язано з зменшенням заселеності низьковнергатитгаїх рівнів дуплету вг .

Осповиі результати опубліковані в слідуючих роботах :

1. К.П.Гвнвлашко, А.її.Савчук, П.И.Никитин, Б.Е.Дэркз'1,-

О.Р.Нлкч^к, С.В.МодансккИ. Эффвкт Фчралая в тэллуркдо кадмия леггроюнном Fe. // Нэоргвкичвскиа материалы.-1ЭЭ".-т.28.-NT2.- С.2429-2431. . ’

?.. A.I.Savchuk, E.E.Derkacli, O.R.KlicIiuH, r.I.tüKltin. Faraday Rotation in Fe-Ввяей Semirragrratlc Semiconductors. /! Mairie t і ca.-1992.-v.2Є,N5.-Part.2.-p. 3246-3248.

3. A.T.SavchuK, O.R.Kliofiuk, F.I.Nikitin. Anisotropic Faraday Rotation of cubic зепИтарпеио semiconductor ОйКеТ?.

Jpn. і. Appt .Phys. -1993. -v. 32. -p .393 -39Г:.

4. Н.ІІ.Гвволеіско, О.Р.Кличук, П.Д.Марьянчук, Д.М.Падал--ко, З.Н.Омрека. Сісобеннооти магнитных-свойств нолумагнитішх

ттолупровсдиинов ?fnk0tl1_xïc:. //Тезисы докладов XI Всесоюзной конференции по физи..э полупроводников. - Кишинев.- октябрь 1989.-- с.78.

5. А.И.Савчук, Б.Е.Леркач, Н.Л.Гавалехко, О.Р.Кличук. Экситонн и. г№кт Оарадэп з полукагнитных полупрэводникэх различной итогагрии. // Тезиси докладов XII Всесоюзной конференции по Физик*' полупроводников.-Ниеа.-1990.-ч.1,с.21-22.

6. Е.Е.Деркач, О.Р.Клачук, П. К. Никитин, А.’/.Савчук,

З.Н.Смэрека. Оп.ти'лвские я магнитсоппчесние исследования по-думягнитных полупроводников H.siKMnxTe, Odl v_vHg4f&YTe. // Тезисы докладов III Всесоюзной кояферэпции• "Материаловеде нав хальхогепадшта полупроводников".-Черновцы, 1991.- 4.1. -с.77. . ' _

7. А.К.Савчук, М.П.Гавал^сто, О.Р.Кличук, А.Н.Ляховяч, О.В.Меданский. Оптические и магнитооптические исследования тонких пленок G/И. // Тезисы докладов IV Международной кон-фе^энции по фкпикэ и тахнологгат тонких тыяпок.-Изано- С’рзн-ковск, 1993. '

8. Н.П.Гавалеако, А.К.Савчук, П.И.Никитин, Б.Е.£еркач,

О.Р.Нлпчук. Фарадея в теллур;, де кадмия легирован..он

Fe. // Тезисы докладов III Всесоюзной конференции мзтерияло ведение хплькогагадных полупроводников.-1Э91.-Черновцы.-ЧЛ.-0.77. .

Э. A.I.SaTchuk, B.E.Derkach, O.R.KUcîiuk, P.I.NlKltin. Faraday Rotation In Fe-Based Semlmagnetlc Semiconductors. // Digests of the Iruennag Conference.-1992.-St.Lulse, Mia-nourl, USA.

10. A.T.Savcliuh, "D.R.Kllchuk, P.I.IilKltln. Anisotropic Faraday notation of cubic aemlas^netlc aemiconductcCdFeTe. // Abstracts 1СШ;;-9. -i 993. -Yofcoha-na, Japan.

СПИСОК ЦЙТОВДИО! Л!ТЕГЛТ.УН1.

I. По.пулпгтгашо полупроводники. / Под ред. Я.Фурднни и Я .Косу та. -М. : Мир, 1992.-- 496 с.

2. П.К.Никитин, А.И.Савчук. ЭФ1якт Фарадея в полумаг-тшшх полупропо;;Ш5КЗХ. // Уф};.-1?ЭО.-т.11Ю,К21 .-C.I67-IB9.

Нлачук О.Р., "Обменные э£фзнгы в ЕЯфокоаонных лолумвг-тштшх полупроводника* на основе соэдшэний a”bvi".

Литеертацш не соискание учэяой етепэни кз'вдодэта физи-ко-мз .’оматичегмк. нзут: по специальности 01.ГМ ЛО - ф".зика пол5г'лроводн1ж:он длглектрикоз, Черновицкий государственный ушшарсктот, Чорношы, 1Э95. .

Збздщяются Ю нр.учных работ, в которых проведено исследование температурных зависимостей магнитной восприимчивости кркста.тап Кп^М^Те, Fe^Cd^Te, а также частотрыг, поле -еых , темгшратуршх зазксикостеЯ вфакта Фарадея. Впервые определена константу огзмб/гцрго в.р-й-взаимодейстЕия для крис-тплов РехСй_хТе, а такта обнарукено адавогроиш ефекта Фарадея в этих полукпгшшшх шлупроводапшах..

Rllch.uK О.Н. "ixcnatigs Effects in Witie-band-gap Semimagnet’с Semiconductors Based on л"в‘’' Compounds’*.

Ths thesis for obtaning the degree of .candidate of physical and mathematical sciences on the specialiti 01.D4..10 -rliysics of 'semiconductors and insulators. Ohemi7tsi State University. Chernivtsl. 1995. .

10 scientific works are presented for defence, which contain liTewtigation of temperature dependence magnetic susct'ptihillti oi MrixOd^xTe and ГехСй4_хТе, the • dependence of Гигайву rotation upon the radiation wavelength, the tern-, perature and magnetic field for these crystals. For the first time .the Value of s,p-d exchange' conatant for Тэх0;11_хТе crystals la determined and the anisotropic Faraday Effect In tWs cubic aemitragneU« semiconductor is observed. ' . ’ '

Кяю'юб! .слова: ак^отроШя, обммтв константа. varnifiiB сприйилтлшпсть, 0^9кт Фарадая, нвпт«этштниА нашкпрошд-т, сОм;ши:й ефект. ’