Обменные эффекты в оптических и кинетических явлениях в узкозонных полумагнитных полупроводниках Hg l-x-yCdxMnyTe и Hg l-x-yCdxMnySe тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЛ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ

КУЗЬМЕНКО ОЛЕНА ВАСИЛІВНА

ги-янв-

УДК 621.315.592

ЕФЕКТИ ОБМІННОЇ ВЗАЄМОДІЇ В ОПТИЧНИХ ТА МАГШТОТРАНСПОРТНИХ ЯВИЩАХ В ВУЗЬКОЩІЛИННИХ НАПІВМАГНІТНИХ НАПІВПРОВІДНИКАХ Нй,.х..,СсШпДе і Hgi.x-vCdAInj.Se

Спеціальність - 01.04.07 - фізика твердого тіла

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

Київ-2000

Дисертація є рукописом

Робота виконана у відділі лазерної спектроскопії напівпровідників та діелектриків Інституту фізики напівпровідників НАН України

доктор фізико-математичних наук, професор Тарасов Георгій Григорович завідувач відділом Інституту фізики напівпровідників НАН України

доктор фізико-математичних наук, професор Сизов Федір Федорович завідувач відділенням Інституту фізики напівпровідників НАН України

доктор фізико-математичних наук,

Неділько Сергій Герасимович завідувач науково-досдідною лабораторією Київського університету імені Тараса Шевченка

Тттл-гтг^^ иліт

іПу ш і.у і. 1^/ и>хіЛикі і ігіі X У ічраігігі

Захист дисертації відбудеться 21 січня 2000 р. о 14 год 15 хв на засіданні спеціалізованої ради (шифр К 26.199.01) в Інституті фізики напівпровідників НАН України за адресою 252650, МСП, Київ-28, проспект Науки, 41

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників за адресою 252650, МСП, Київ-28, проспект Науки, 45

Автореферат розісланий 21 грудня 1999 року

Вчений секретар спеціалізованої ради кандидат фізико-математичних наук

Охріменко О.Б.

Науковий керівник:

Офіційні опоненти:

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми

Високі вимоги, що висуваються до матеріалів, які використовуються в інфрачервоній (14) оптоелектроніці (Hgi.xCd.xTe, Pbi.xSn.xTe, РЬ|.х5пх8е і ін.), примушують переходити до більш складних напівпровідникових систем, зокрема до квантово-розмірних систем, багатокомпонентних твердих розчинів типу четверних напівпровідників Hg|.x.>Cd,^MnyTe, Р^|.х.уСгіхМпу8е та ін. Такі напівпровідники відносяться до класу напівмагнітних сполук і прогнозуються як матеріали з більш широкими фукціональними можливостями та покращеними експлуатаційними характеристиками у порівнянні з широко розповсюдженими потрійними сполуками Hgi.xCd.xTe, ^^Сгі^е. Цей прогноз грунтується на припущенні, що введення магнітної домішки може до певної міри стабілізувати кристалічну структуру вихідної потрійної сполуки. І дійсно, експериментально встановлено, що введення домішки марганцю зменшує густину дислокацій, перешкоджає утворенню двійників у кристалі, підвищує температурну стабільність та покращує ще деякі характеристики сполуки.

З іншого боку, введення магнітних іонів у кристал приводить до виникнення цілої низки нових ефектів, обумовлених обмінною взаємодією між локалізованими магнітними моментами іонів і спінами вільних носіїв заряду. Унікальне поєднання напівпровідникових і магнітних властивостей робить ці напівпровідники надзвичайно привабливими об’єктами з точки зору спін-залежних явищ, магнітополяронного ефекту, прояву екситоних явищ у вузькозонних напівпровідниках. Зміною компонентного складу можна практично незалежно варіювати в широких межах ширину забороненої зони і магнітні властивості напівпровідникової системи, а змінюючи температуру і/або напруженість магнітного поля, легко перебудувати систему у заданому спектральному діапазоні, тобто суттєво розширити функціональні можливості матеріалу.

Перераховані переваги напівмагнітних ^|.х.уСгіхМпуТе, Щ|.х.уСгіхМпу8е у порівнянні з трикомпонентними (немагнітними) Hgi.jCd.tTe, Hgi.xCdx.Se в дійсності не є очевидними, якщо врахувати, що введення додаткової компоненти призводить до появи нових дефектів, істотно впливаючих на оптичні та електрофізичні властивості сполук. Крім того, ускладнюється технологія вирощування високоякісних зразків і заздалегідь не є ясним виграш від введення нової магнітної компоненти. Дослідження цих питань має виключний інтерес для оцінки перспективи використання матеріалів подібного типу в ІЧ-оптоелектроніці, як і мотивованості ускладнення яапівпровідникової структури в цілому.

Однак поряд із цими проблемами суттєво розширюється коло фізичних явищ, котрі можна, в принципі, спостерігати на багатокомпонентних твердих розчинах, і виникає проблема їх ідентифікування за умов співіснування різних вкладів. Разом з тим, дослідження особливостей прояву оптичних і магнітотранспортних явищ в багатокомпонентних напівмагнітних

напівпровідниках, з’ясування ролі обмінної взаємодії у формуванні цих особливостей, встановлення їх залежностей від складу напівпровідника, магнітного поля і температури дозволить глибше зрозуміти фізичну природу процесів у цих сполуках, дослідити можливість їх використання у квантово-розмірних структурах і розкрити потенціал їх практичного застосування в 14 -оптоелектроніці, що і визначає актуальність дисертаційної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами Дисертаційна робота виконана у відповідності з планами наукової діяльності Інституту фізики напівпровідників Національної Академії наук України в рамках наукової теми “Оптика і спектроскопія нових матеріалів: в тому числі квантово-розмірних систем на основі атомарних напівпровідників та сполук А'В6, А3В\ А4В6”. Робота підтримувалась міжнародним грантом, що був отриманий спільно з Університетом ім. Гумбольдта (Берлін, Німеччина): Volkswagen Stiftung Grant, 1996-1998, № 43218.

Мета і задачі дослідження Мєтз дисертаційної роботи полягала у дослідженні оптичними та магнітотранспортними методами вузькощілинних напівпровідникових твердих розчинів Hgi.x.yCdxMnyTe, Hgi.x.yCdxMnySe для встановлення особливостей перебігу електронних процесів під впливом обмінної взаємодії між локалізованими магнітними моментами іонів і спінами вільних носіїв заряду. Конкретні задачі включали:

- розробку методів реєстрації спектрів збудження фотолюмінесценції (ФЛ) в далекій інфрачервоній області і дослідження спектрів збудження ФЛ у монокристалі Hgi_x.yCdxMnyTe з шириною забороненої зони Eg = 330 меВ при зміні інтенсивності збудження і температури кристала;

- дослідження спектрів фото- і магнітолюмінесценції у монокристалах Hgi.x.yCdxMnyTe з Eg ~ 100 меВ у широкій області температур і магнітних полів;

- дослідження магнітоопору монокристалів Hgi.x.yCdxMnySe з Es< 100 меВ при варіації концентрації носіїв у широких межах;

- розробку адекватних моделей для самоузгодженого аналізу експериментальних даних з ФЛ і магнітного транспорту.

Наукова новизна роботи визначається рядом нових, перерахованих нижче результатів:

- методом дослідження спектрів збудження ФЛ вперше безпосередньо доведено наявність сильної електрон-фононої взаємодії у вузькощілинному Hg[.x.yCdxMnyTe, що приводить до появи непрямого механізму генерації екситонів у прямозонному напівпровіднику;

- методами магнітооптики і магнітотранспорту доведена суттєва роль процесів з переворотом спіну у релаксації фотозбуджених вільних носіїв у вузькощілинному Hg|.x.yCd4MnvTe, що приводять до появи заборонених правилами відбору переходів у ФЛ і піків осциляцій Шубнікова-де Гааза у магнітоопорі;

- вперше знайдена залежність констант обмінної взаємодії між спінами вільних носіїв заряду і локалізованими магнітними моментами іонів марганцю від

концентрації носіїв і ширини забороненої зони у Hg|.vyCdxMnySe в області переходу напівметал-напівпровідник;

- визначені константи обмінної взаємодії у напівпровідниках Hg|.x.yCdxMnyTe і Hg|.x_yCdxMnySe шляхом самоузгодженого опису цих напівмагнітних сполук в рамках модифікованої моделі Піджена-Брауна;

- сукупністю оптичних і магнітотранспортних експериментів безпосередньо доведена важлива роль легування магнітними іонами в покращенні структурної довершеності і підвищенні стабільності гратки Hg|_xCdxTe.

Практична значимість роботи в тому, що в дисертації отримана нова інформація щодо напівмагнітних напівпровідникових твердих розчинів Hgi.x.yCdxMnyTe та Hg|.x.yCdxMnySe. Результати дослідження фото- і магнітолюмінесценції дозволили уточнити механізми випромінювальної рекомбінації і релаксації в електронній підсистемі вузькощілинних напівпровідників, що визначають енергетичні та динамічні характеристики цих матеріалів. Наукові висновки носять загальний характер і не обмежуються об’єктами, що використовуються в роботі. Новий рівень розуміння фізичних процесіз дозволяє передбачити та оцінити ефективність цих напівпровідників для безпосереднього практичного використання як матеріалів для фотоприймачів спектрального діапазону 0.9-Й.5 мкм, оптичних фільтрів для різних спектральних діапазонів, нових перспективних гетероструктур'на основі напівмагнітних напівпровідників.

Особистий внесок здобувача

Роботи, що увійшли в дисертацію, виконані у співавторстві. Автор ставив окремі задачі, приймав участь в розробці методики експериментів, проводив вимірювання спектрів ФЛ і магнітоопору. Дисертантці належить також аналіз даних, теоретичне узагальнення яких виконано спільно з професором Г.Г.Тапасовим. Висновки всіх розділів, загальні висновки дисертації повністю належать автору.

Апробація роботи

Результати досліджень, що викладені в дисертації, доповідались на конференціях: 24 Int. Conf. on Physics of Semiconductors ( Jerusalem, Israel, August 2-7, 1998); 9-th International Conf. on II-VI Compounds (Kioto, Japan, 2-5 November, 1999); Міжнародній школі-конференції з актуальних питань фізики напівпровідників (Дрогобич, Україна, 1999 p.); Міжнародній конференції OPTDIM’99 (Київ, Україна, 1999 p.); Міжнародній конференції “Advanced Materials” (Київ, Україна, 1999 p.).

Публікації

Всього опубліковано 12 робіт: 3 статті і 9 тез доповідей та матеріалів конференцій.

Структура і об’єм дисертації

Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків та списку використаних джерел, що містить 120 найменувань. Повний обсяг дисертації складає 134 сторінок. Приведено 4 таблиці та 29 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі обгрунтоване акутуальність теми досліджень, сформульована мета та визначені конкретні задачі роботи, показана новизна та практичне значення отриманих результатів.

Розділ перший включає огляд літератури та аналіз тих окремих результатів, що використовуються при вивченні оптичних та транспортних явищ в напівмагнітних напівпровідниках. Зокрема це стосується робіт по визначенню параметрів обмінної взаємодії, опису енергетичної структури напівмагнітного напівпровідника у магнітному полі, особливостей магнітоопору, що пов’язані з наявністю обмінної взаємодії тощо. В огляд включені також найбільш важливі формули та вирази, які в подальшому використані при аналізі нових екпериментальних даних в напівпровідниках Н§і_х-уСсІхМпуТс, .Х.У.С4М пуБе.

В другому Розділі досліджуються механізми випромінювальної рекомбінації в напівмагнітному напівпровіднику ^|.х_уС<іхМпуТе із складом, що формує ширину забороненої зони Е„ близько 330 меВ при температурі 6 К. Міжзонна випромінювальна рекомбінація, що є лише одним із багатьох можливих каналів релаксації фотозбуджених носіїв, сильно пригнічена у вузькощілинних напівпровідниках. В немагнітному І-^і^СсіДе наявність великої кількості крупно- та мілко-масштабних флуктуацій потенціалу вельми впливає на час життя носіїв заряду і перерізи захоплення їх на різні пастки. Однак існують певні свідчення позитивного впливу марганцю на кристалічну структуру сполуки, зокрема її релаксації та згладжування флуктуацій складу. Екпериментальним проявом такого впливу є спостережена незвично вузька та яскрава ФЛ в Ь^[.х.уС<іхМпуТе. Для всіх вузькощілинних Н£|.х.уСс1хМпу.Те з £в=280 -г 380 меВ спостерігається звуження смуг магнітолюмінесценції у порівнянні з ^|.хСсіхТе. Оскільки енергії електронів і фононів (наприклад, для конкретного зразка Е„ - 332 меВ, Кк = 1.0 еВ, £цхсітє = 19-4 меВ) тут набагато ближчі, ніж в широкозонних матеріалах, то слід очікувати і більш сильної електрон-фононної взаємодії якраз для вузькощілинних напівпровідників. В цьому Розділі наведені результати спектроскопічного дослідження напівпровідника Н§о.бяСсіо.зз5Мпо.оі4Те. Основна увага приділяється ефектам, зумовленим екситон-фононною взаємодією, котрі спостерігаються в спектрах збудження ФЛ (ЗФЛ). Ми використовували нову техніку експерименту і, наскільки нам відомо, ця робота є першою в практиці вивчення вузькозонних напівмагнітних матеріалів з використанням спектроскопії ЗФЛ. Ідея методу -подвійна модуляція, при заміні фазочутливого детектування фазочутливим збудженням. Це дозволяє уникнути недоліків, пов’язаних з демодуляцією сигналу синхронізуючим підсилювачем.

Монокристали ЩСсІМпТе із структурою цинкової оманки були вирощені методом модифікованої зонної плавки. Однорідність розподілу Мп і Ссі в об’ємі була сталою в межах точності Дх = Ду = 0.002. Характеристики дослідженого зразка, отримані із стандартних оптичних та електричних

0.34

вимірів, становили: вміст Ссі х = 0.335 мол. %, вміст Мп у = 0.014 мол. %, Е„ - 332 меВ, п = 1.41x10і' см'3, рухливість електронів р = І.ІхЮ3 см2В‘Іс'1 (все при Г= 4.2 К).

На Рис. 1 показані як спектри ФЛ (зверху), так і спектр ЗФЛ (знизу). Стрілками показано стоксів зсув порядку 2 меВ між смугами ФЛ і спектра

ЗФЛ, зумовлений локалізацією екситонів в потенціальних ямах, що утворюються флуктуаціями краю зони. Величина 2 меВ експериментально підтверджується також термічною делокалізацією екситонів в різних магнітних полях (б). Були проскановані різні ділянки спектра ФЛ. Основні зміни спектра ЗФЛ спостерігаються в області екситонного поглинання. Знайдено, що у вузькому спектральному інтервалі поблизу краю фундаментального поглинання (£х - Е10 < Е < Ех + Еьо) в цьому прямозонному вузькощілинному напівпровіднику основним механізмом поглинання є непряме поглинання з участю “гарячих” Рис. 1. Спектри ФЛ (зверху) для екситонів. Таким чином, незалежно

HgB.6j1Cdo.33jMno.oMTe виміряні при Т= 12 К. підтверджується екситонна природа

Густина збудження є параметром. Внизу

—ПТИЧКИ^ П0Г,5\ОДІЗ ^об тизу ЇС^ОІО

рюміщетй отеирЗФЛ. Позиція монітора фундаментального поглинання, що

встановлено також роботами з магнітолюмінесценції. Наші експериментальні дані дають можливість спостерігати різну ефективність фононних мод пїдграток І-^Те і СгіТе у формуванні спектра ЗФЛ. Hgo.e51Cdo.335Mno.oHTe демонструє ряд особливостей, наприклад, ЬО-фононний резонанс у спектрах ЗФЛ, резонансну ФЛ, яка дуже схожа до спостережуваної в широкозонних матеріалах II - VI, таких як І^і.^ПцТе і ^(.хСгіДе. Отримані результати сприяють уніфікації опису поведінки спектрів ЗФЛ для цих матеріалів в рамках єдиного теоретичного підходу.

В третьому Розділі досліджуються спінові ефекти у спектрах фотолюмінесценції і в магнітоопорі вузькощілинних монокристалів Н§|.х.^хМпуТе. До цього часу вивчались напівпровідники ^і^Сгі-ДІПуТе, ширина забороненої зони яких була більшою, німе 200 меВ. В такому разі підмішуванням станів р-типу валентної зони до станів зони провідності можна було знехтувати з достатньою точністю. Якщо ж склад {^|.х.>^.,МПуТе

0.28 0.30 0.32

Енергія фотона (еВ)

ЗФЛ є на 308 меВ. Стрілками позначені лінії ФЛ та ЗФЛ:

формує £ -100 меВ, таке нехтування не є апріорі виправданим. В цьому

випадку слід очікувати більш складної поведінки енергетичних станів у магнітному полі і ускладнення перебігу релаксаційних процесів для фотозбуджених носіїв заряду. Саме такі особливості і є предметом дослідження в цьому Розділі.

Монокристали НЄ0.769С(І0.224МП0.007ТЄ були вирощені модифікованим методом зонної плавки. Концентрація носіїв п і рухливість електронів /л, як правило, мали значення: (1*3) х Ю15 см'3 і (3*5) х 105 см2В'1с‘‘ при 4.2 К, відповідно. Дослідження ФЛ проведено з допомогою Фур’є-спектрометра ІГБ-ВЗ Вгикег. Джерелом збудження слугував лазер з енергією випромінювання 1.58 еВ. Густина випромінювання не перевищувала 1 Вт/см2.

Поперечний (р„) та повздовжній (р_) магнітоопір вимірювались в області температур 1.5 * 30 К. Напруженість магнітного поля змінювалась від 0 до 7 Тесла. Суттєво, що використовувались ті ж самі зразки, на яких вимірювались спектри ФЛ. Порівняння результатів, що отримані двома незалежними експериментальними методами, дозволяє встановити загальні закономірності релаксації фотозбуджених носіїв, властиві тільки напівмагнітним сполукам.

На Рис. 2 представлені типові спектри низькотемпературної ФЛ в різних магнітних полях. Основні зміни спектрів ФЛ відбуваються у магнітних полях

0.5 * 2.0 Тесла. Як можна бачити, високоенергетична смуга ФЛ розщеплюється на дві компоненти в малих магнітних полях, при цьому спостерігається значне зменшення амплітуди високочастотної компоненти у магнітних полях В > 2 Тесла аж до її повного зникнення. При підвищенні магнітного поля низькоенергетична компонента лінії ФЛ звужується і зміщується в бік вищих енергій. Широка смуга в області енергій 105 -з- 120 меВ зв’язується з домішковими переходами.

Результати вимірювання ефекту Шубнікова-де Гааза (ШдГ) представлені на Рис. 3. Послідовності піків магнітоопору р^{В) ідентифіковані, виходячи з

Енергія фотонів ( меВ )

Рис. 2. Низькотемпературний спектр ФЛ монокристалів Hgo.769Cdo.224Mno.07Te при різних магнітних полях в геометрії Фойїта.

правил відбору для осциляції! ШдГ. Для поперечного магнітоопору проявляються обидва стани а (спін догори) і Ь (спін донизу), тобто осциляції з И“ і Я* для рівнів Ландау з /V > 1. Останній високолольовий пік залежності рхх(б) може належати лише Я*. На Рис. З показані зміни залежностей магнітоопору з підвищенням температури. При Т= 2.8 К впевнено виділяється більше 6 піків, серед яких найбільш чітко проявляються спін-розщеплені піки//" і Н\, а також пік Я*. При підвищенні температури низькопольові піки

розмиваються і при Т = 10 К видно лише пік Я*. Спостерігається також зміщення максимумів в сторону менших магнітних полів з підвищенням температури.

Для аналізу отриманих залежностей використовується модель Піджена-Брауна з урахуванням обмінної взаємодії. В геометрії Фарадея Е _Ь Н дозволені наступні переходи Г8^Г6: '

сг кругова поляризація:

ьпт-*ьпш-1);

Магнітне поле В (Т)

а кругова поляризація: аг,0У)->вГІ(іУ+1),

Рис.З .Температурна залежність осци-ляцій

ШдГ у Н§о.769Ссіо.22+Мпо.о7Тє (поперечний і в геометрії Фойгта (Е || Я) для магнітоопір ру_х)- Низькопольова частина лінійної поляризації: збільшена у 20 разів. агі(іУ -1) —> ЬГ6(М),

агг(М + 1)->Ьгі(К).

Отримані результати експериментального дослідження магнітооптичних

і магнітотранспортних властивостей вузькощілинних Ь^і.х_,,СсіхМпуТе дають-конкретні докази наявності переходів з переворотом спіну. Такі “заборонен переходи” стають можливими внаслідок особливостей як енергетичної зонно структури вузькощілинних напівмагнітних напівпровідників, так безпосередньої обмінної взаємодії локалізованих магнітних моментів іонів марганцю із спіном вільного носія. Релаксація фотозбуджених носіїв і їх розсіяння відбуваються під впливом цієї взаємодії. Були обчислені різні вклади у вирази для часу спінової релаксації (непружнє розсіяння фононів (ґрі0,

спінова релаксація Елліотта-Яфета (гЬУ), механізм Д’яконова-ГТереля (тьі>), спіновий обмін з іонами Мп2+ (гсх), механізм Біра-Аронова-Пікуса).

Якщо припустити, іцо час релаксації момента гт не залежить від енергії електрона £о(£) і дорівнює гт=1хіо*13 с, тоді обернений час дорівнює = 2.1 х Ю® с'1 для електронів, що знаходяться у підзоні 6(0) при В= 2 Тесла. Вважаючи електронну температуру близькою до температури гратки (оскільки густина збудження є низькою, Р ~ 1 Вт см‘2) і використовуючи значення обмінних параметрів, знайдених із даних ФЛ і ШдГ (а також, із магнітної сприйнятливості), обчислено 1/гех = 4.1 х 108с''. Аналогічно знайдено 1/г0р = 3.8 х 105 с'1.

Отримані величини показують, що механізми Елліотга-Яфета і обмінної взаємодії є домінуючими в спіновій релаксації. Тому фізична картина стаціонарної ФЛ виглядає так: збуджені високо в зону провідності носи швидко втрачають надлишкову енергію внаслідок нєпружного розсіяння оптичними фононами. Коли вони досягають дна зони Ь{0), то релаксують за рахунок перевороту спіну в стан а(0), із якого і відбувається випромінювальна рекомбінація. У магнітотранспорті процес перевороту спіну також має місце із-за обмінної взаємодії або завдяки механізму Елліотта-Яфета. Внаслідок цього порушуються правила відбору і з’являється пік Иь,, заборонений у повздовжньому магнітоопорі. Проведено самоузгоджений теоретичний опис даних ФЛ і ШдГ в рамках модифікованої моделі Піджена-Брауна. Параметри, які характеризують обмінну взаємодію, знайдені із процедури підгонки експериментальних даних. Для конкретного напівпровідника Н§о.7б9С^.224Мпо.оо7Те отримано: А = - (0.45 ± 0.02) еВ, В = (0.90 ± 0.02) еВ, а також “кластерні параметри” 50 = 2.3 ± 0.1 і Т0 = (2 ± 0.2) К.

В четвертому Розділі розглянуті особливості обмінної взаємодії у вузькощілинному напівмагнітному напівпровіднику Но[.х_уСсіхМпу5е. Досліджена область складів, близьких до переходу напівметал-напівпровідник. Звично обмінна взаємодія описується двома базовими обмінними константами, а і Д котрі представляють собою відповідно з-сі і р-сі обмінні інтеграли. Знак параметра а, встановлений експериментально, від’ємний, тоді як знак параметра /3 додатній і Д відрізняється по модулю від параметра а приблизно в

2 рази для Н§|.хМпхТе. У широкозонних напівмагнітних напівпровідниках величини а і Д відтворюються з високою точністю, в той час як для вузькощілинних напівпровідників спостерігається значний розкид величин параметрів, визначених різними авторами в різних експериментах, наприклад, для Ь^і.хМпх5е. Цей розкид є наслідком складної зонної структури вузькощілинних напівпровідників, при розгляді якої слід приймати до уваги одночасно як спінове, так і орбітальне квантування.

Експериментально досліджені монокристали Н§|.х.уСс1хМпу5е (х=0.10, >'=0.02) з малою шириною забороненої зони Ег (£8 ~ 50 меВ). Вміст марганцю утримувався на відносно малому рівні (у ~ 0.02). В такому разі намагніченість

кристала добре описується функцією Брілюена. Для дослідження ефекту ШдГ були відібрані однорідні зразки, склад яких контролювався мікропробом. Свіжовирощені кристали мали концентрацію електронів п= (3-5)х1017 см'3, яка потім змінювалась шляхом відпалу зразків в парах компонент. В результаті концентрація електронів змінювалась в межах (0.4-20)х1017 см‘3. Магнітоопір вимірювався у магнітних полях аж до 15 Тесла і в температурному інтервалі 1.5 * 80 К. Знамення електронної рухливості при Т = 4.2 К наближалось до величини ЗхЮ3 сі^ГВ^с"1 для п ~ 1.6x10і7 см'3, що є одним з кращих показників навіть для довершених монокристалів ^^Ссі^е.

Рис. 4 показує залежності р^х

і магштоопору концентрацією 0.44x10 різних 1

в зразку

17 _-3

З

при

см'

ературах. Ос концентрація електронів мала, то максимум 5, на залежності р** спостерігається при магнітних полях В~ 6 Т. Крім нього (при менших полях) видно добре

ГГТ1

гргтп-^іії

Магнітне поле В (Т)

уми Ви пря низькій температурі ( Т= 1.5 К). Рис. 5 показує зміну вигляду залежності ри у зразку з концентрацією 12.1x10і7 см'3 з ростом температури. Оскільки концентрація електронів є високою ми не досягаємо, при наявних у нашому розпорядженні магнітних полях, максимуму Л0‘. Впевнено Рис. 4. Осциляції ШдГ для монокристалів реєструються лише максимуми Н§і.х.,С(1хМпу8е в поперечній (ркх) та магнітоопору з N > 6. Ці піки не повздовжній (ри) конфігурації. Осциляційні розщеплені при низьких піки пронумеровані числом Ландау N і температурах, але при більш знаком ± для спінового стану. Зразок: х= 010, високих температурах вони у = 0.02;/і = 4.4x1016 ст‘\ показують добре розділене спінове

розщеплення (5Я = В", - В:,).

Величина <5,у зростає з ростом температури; це показано лініями, що розходяться, на Рис. 6.

Для аналізу експериментальних даних використана модифікована модель Піджена-Брауна. Досліджені також магнітна сприйнятливість та намагніченість монокристалів ^і.х.уС<іхМпу8е, що є принциповим моментом при визначенні обмінних констант. Намагніченість М для монокристалів Н§|.<.уСс1чМпу8е з

0.02 була виміряна за допомогою SQUID - магнітометра в магнітних полях до 5 Тесла і в температурному інтервалі 4.2 - 20 К та оброблена

Магнітне поле В (Т)

т 7¥ 6

25 с • 0

9" 9* 8' 8"

20 ■ О • С •

2" ; :

а 15 * О І (

І ' О • О

І 10 • 0 * з 0

& 0* 0 6 і 0 •

а 0 а • 0 •

5 \ •

о с» с» с*

, 0 о о (І

0 о 6 d

0і— J—. і- ■ ' .

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Мзгнітне попе В (І)

Рис. 5. Температурні зміни осциляцій Рис. 6. Температурне розходження спін-ШдГ в конфігурації р^ для Щі.х. розщеплених максимумів у конфігурації р„ уСс^МпуБе, Зразок: х= 010, у = 0.02; п = для Щі.х.уСіЗ^МпуБе (х= 010, у = 0.02; п = 1.21х1018 сш°. Спін-залежна структура 1.21x10і8 ст‘3). з’являється за більш високих температур.

методом найменших квадратів за допомогою відомого співвідношення М = -М^ІІпМв{8;),

де

Ї = 8шМз5Н/Цт + Т0).

Тут //в - магнетон Бора, 5 = 5/2 і #м„ -гіромагнітний фактор іона Мп2+, (Б7) -термодинамічне середнє проекції спінового моменту Б7, що описується функцією Брілюена в(|). Коли кількість марганцю зростає, то спостерігається суттєве відхилення залежності (52) від функції Брілюена; 5 та Т замінюються підгоночними параметрами і ефективною температурою Тс(ї = Т + Т0. Отримані величини підгоночних параметрів 50=2.15 і Т„ =9 К свідчать про значну антиферомагнітну взаємодію між магнітними іонами.

Дослідження поведінки осциляцій ШдГ при зміні концентрації носіїв в

напівмагнітному напівпровіднику Н§і,х.уСсіхМпу5е показало нові аспекти

обмінної взаємодії між спіном електрона зони провідності і локалізованими

спіновими моментами магнітних іонів, котрі проявляються в безпосередній

Близькості від переходу напівметал-

напівпровідник. Виявлено, що

гібридизація з-подібних і />подібних

електронних хвильових функцій

сильно модифікує константи

обмінної взаємодії. В результаті

простий опис експериментальних

даних в термінах двох незалежних

обмінних констант а і В, отриманих

в наближенні молекулярного поля,

стає некоректним. Отримана з

експерименту обмінна константа а

трансформується у функцію а , котра

сильно залежить від величини і

, концентрації електронів п. Ця

Концентрація електронів п (см‘ ) залежність показана на Рис.7.

Діапазон значень функції досить

широкий: від додатнього значення Рис. 7. Залежність від концентрації ліго • > ~ кг -

_ 0 ґ а N0 = 0.15 еВ до від ємного а М0 =

електронів п. __ 0 23 еу5 типового для широко-

зонних напівмагнітних напівпровідників. Ці від’ємні значення функція а приймає при досить високих

концентраціях електронів, п ~1018 см‘3, коли стає суттєвим перенормування

електронних енергетичних параметрів. ■

Отримані результати дозволяють до певної міри пояснити значний розкид значень обмінних параметрів, що виводяться з різних експериментів для вузькощілинних напівмагнітних напівпровідників і, як правило, приписується неповному знанню намагніченості кристала. В дійсності такі параметри слід визначати для кожного конкретного складу з урахуванням концентрації вільних носіїв.

В дисертації отримано дані щодо розподілу магнітних іонов в об’ємі зразка, їх взаємодії та впливу на якість кристалічної структури. Взаємодія іонів Мп2+ в напівмагнітних четверних напівпровідниках Нді.х.уС<1хМпу5е має антиферомагнітний характер, що випливає з від’ємних значень характеристичної температури 0, знайденної із залежності %А{Т), для всіх зразків Ь^|.х.уСсіхМпу8е з різним вмістом магнітної компоненти. Висока якість кристалічної структури четверної сполуки випливає з добре розділеної спінової структури як у повздовжньому, так і в поперечному магнітоопорі, та відсутності фазового зсуву для піків ШдГ, що відповідає малій величині

температури Дінгля ї]і> обумовленій сутичним механізмом в електронній підсистемі, напівпровідника. Цей висновок узгоджується з результатами оптичних і магнітооптичних досліджень, наведених в попередніх Розділах і свідчать про значне покращення якості кристалічної структури, оптичних і транспортних характеристик напівпровідника, що досягається його легуванням магнітною домішкою.

Висновки

Основні результати, отримані в дисертаційній роботі, наступні:

1. Вперше досліджені спектри збудження ФЛ ^і.*.уСсіхМпуТе з використаніїям

Фур’є-спектроскопії. Безпосередньо доведена наявність екситонних резонансів в цьому вузькощілинному напівмагнітному напівпровіднику, причому, завдяки сильному електрон-фононному зв’язку в досліджених напівпровідниках має місце механізм непрямої генерації екситонів у прямозонному напівпровіднику. “Гарячі” екситони з певною кінетичною енергією релаксують, в більшості випадків, випромінюючи Ю-фонони, і виникає нерівноважний розподіл екситонів всередині екситонної зони. В результаті пік екситонного випромінювання зміщується в бік більших енергій фотонів. Наші експерименти дали можливість спостерігати різну ефективність фононних мод підграток Р^Те і СсіТе у формуванні спектра ЗФЛ. Оптичні властивості

Н§о.65іСсІо.зз5Мпо.оі4Тє мають ряд особливостей, наприклад, Ш-фононний резонанс у спектрах ЗФЛ і резонансну ФЛ, які дуже схожі до відповідних ефектів у широкозонних матеріалах II-VI, (таких як ^(.х2пхТе і Н§|.хСсіхТе), і це сприяє уніфікації опису поведінки спектрів ЗФЛ для цих сполук в рамках загального теоретичного підходу.

2. Показано, що врахування обмінної взаємодії і підмішування діркових станів до станів зони провідності приводить до значних змін в ієрархії часів

і,д/і.\сііуіл х^»к>ї\рчі<і'гіьі у пи.ГТ1 ЗПрО32,ЦІ"іиЬСу

Н£і_к.уСс1хМпуТе «-типу „охолодження44 носіїв супроводжується різними процесами розсіяння, серед яких є спін-зберігаючі розсіяння та розсіяння з переворотом спіну. Результати самоузгодженого аналізу експериментальних даних з магнітолюмінесценції і магнітотранспорту у Н§і.х.уСсіхМпуТе «-типу, виконаного в рамках модифікованої моделі Піджена-Брауна, однозначно свідчать про основний внесок механізму Елліотга-Яфета (що враховує сильний вплив спін-орбітальної взаємодії на енергетичну зонну структуру) і механізму обмінної взаємодії. Показано, що охолодження гарячих носіїв у вузькощілинному ^і.х.уСсІхМПуТе проходить в основному без зміни спінового стану на початковій стадії процесу релаксації, і з переворотом спіну в кінцевій стадії термалізації носіїв. Процеси з переворотом спіну визначають при цьому заселеність найнижчих підрівнів Ландау зони провідності, що безпосередньо виявляється в спектрах магнітолюмінесценції як розщеплення піка ФЛ у магнітному полі, а в осциляціях магнітоопору - як заборонений правилами відбору нульовий пік у повздовжньому магнітоопорі.

3. Досліджені особливості магнітоопору Н§|.„.уСсіхМпу5е, що виявляються в безпосередній близькості від переходу напівметап-напівпровідник. Показана

принципова необхідність урахування близькості зони провідності і валентної зони, що призволить до своєрідної гібридизації електронних і діркових станів. Це веде до проблеми опису обмінної взаємодії між спінами зонних носіїв заряду і локалізованими спіновими моментами магнітних іонів в термінах двох обмінних констант, котрі в дійсності виявляються функціями хвильового вектора електронів. Встановлено, що у вузькощілинному напівпровіднику Hgi.x_yCdxMnySe (Е„ < 50 меВ) обмінний інтеграл для носій - іонної взаємодії, який вважається константою для широкозонних напівпровідників, є функцією концентрації електронів, що змінюється від значення Noce= - 0.38 меВ при п ~ 10і8 см'3 до значень NqO= 0.15 меВ при п ~ 1016 см'3. Знайдена залежність пояснює існуючу в літературі неузгодженість в значеннях константи а для вузькощілинних селенідів необхідністю ретельного порівняння

С !>.._! pw 'W L_.il І J

4. Показано, що легування Hg|.xCdxTe і Hgi.4CdxSe магнітною домішкою марганцю не тільки не погіршує, а навпаки покращує умови для спостереження навіть тих явищ, що є малоймовірними у вузькощілинних матеріалах, зокрема спостереження екситонних резонансів з малою енергією зв'язку екситонів ( < 1 меВ). Магнітна компонента напівпровідника виявляється ефективним засобом впливу на кристалічну структуру сполуки, що сприяє релаксації власних дефектів і стабілізації структури.

Список основних робіт автора, що увійшли до дисертації:

1. Hoerstel W., Kraak W., Masselink W. Т., Mazur Yu. I., Tarasov G. G,,

Kuzmenko E.V., and J.W. Tomm Spin-flip effects in the magnetoluminescense and magnetoresistance of semimagnetic narrow-gap Hgi.K.vCdxMnvTe // Phys. Rev. B, - 1998,- V. 58, №8,- P. 4531-4537. ’ '

2. Hoerstel W., Kraak W., Masselink W. Т., Mazur Yu. I., Tarasov G. G., Belyaev A. E. and Kuzmenko E.V. Peculiarities of the exchange interaction in narrov - gap Hgi.x-yCdxMnySe // Semicond. Sci. Technol. 14 - 1999. - P. 820—828.

3. Mazur Yu. L, Tarasov G. G-, Kuz’menko E.V., A. E. Belyaev, Hoerstel W., Kraak W. and Masselink W.T. Quaternary semimagnetic Hgi.x.vCdxMnySe crystals for opto-electronic application// Semic. Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics.- 1999.- V. 2, № 4,- P. 37-43.

4. Гавалешко H.H., Кривень С.И., Кузьменко E.B., Мазур Ю.И., Тарасов Г.Г. ИК - спектроскопия узкозонных четверных полумагнитных соединений HgCdMnSe, HgCdMnTe // VIII Всесоюзный симпозиум,- Львов,- 1991,- С. 122-124.

5. Kuz’menko E.V., Mazur Yu.I., Tarasov G.G., Lavorik S.R., A.E. Belyaev, Hoerstel W., Kraak W. and Masselink W.T. Peculiarities of magnetotransport phenomena in quaternary semimagnetic Hg|.x.yCdxMnvSe and Hg|.vyCdxMnyTe semiconductors// Праці Міжнар. Школи-конф. з актуальних питань фізики напівпровідників.- Дрогобич (Україна).- 1999,-С. 86.

6. Kuz’menko E.V., Lavorik S.R. Influence ol’manganece ions doping on structure perfectness of Hg|.xCdxTe single cristals// Праці Міжнар. Школи-конф. з актуальних питань фізики напівпровідників.- Дрогобич (Україна).- 1999С. 87.

7. Mazur Yu.I., Tarasov G.G., Kuz’menko E.V., Hoerstel W., Kraak W., Masselink W.T. andTomm J.W. Observation of “Forbidden” Spin-Flip Transitions in Semi-Magnetic Narrow-Gap Hgo.7gCdo.2iMno.oo6Te // Abstracts of The 24lh International Conference on The Physics of Semiconductors V.I.- Jerusalem (Israel).- 1998-Tu-P15.

8. Mazur Yu.I., Tarasov G.G., Kuz’menko E.V., Hoerstel W., Kraak W., Masselink W.T. and Tomm J.W. Observation of "‘Forbidden” Spin-Flip Transitions in Semi-Magnetic Narrow-Gap Hgo.7sCdo.2iMno.oo6Te // Proc. 24th International Conference on the Physics of semiconductors.- Jerusalem (Israel).- 1998.— Section 11(G).5,- P. 1-4.

9. Mazur Yu.I., Tarasov G.G., Lisitsa M.P., Kuz’menko E.V., Fuchs F. and Tomm J.W. Hot Exiton Creation in Direct Narrow-Gap Hgi.x.yCdxMnvTe Caused by Indirect Phonon-Assisted Absorbtion Processes // Proc. 24л International Conference on the Physics of semiconductors.- Jerusalem (Israel).- 1998.-Section 11(C).15,- P. 1-4.

10. Mazur Yu. I., Tarasov G. G., Kuz’menko E. V., Belyaev A. E., Hoerstel W., Kraak W. and Masselink W. T. Quaternary semimagnetic Hg|.x.yCdxMnySe crystals for optoelectronic application// Abst. International Conf. “Advanced materials”- Kiev (Ukraine).- 1999.- P. 84.

11. Mazur Yu. I., Tarasov G. G., Kuz’menko E. V., Lavoric S. R, Belyaev A. E., Hoerstel W., Kraak W. and Masselink W.T. Optical and magnetotransport study of quartemary semimagnetic Hgi,x.yCdxMnySe and Hgi.x.yCdxMnyTe singl crystals // Abst. IV International Conf. OPTDIM - Kiev (Ukraine).- 1999 - P. 43.

12. Tarasov G. G., Mazur Yu. I., Kuz’menko E. V., Belyaev A. E., Hoerstel W., Kraak W. and Masselink W. T. Novel approach to description of optical and magnetotransport data in diluted magnetic semiconductors near semimetal-semiconductor transition // Abstract book of The Ninth International Conference on II-VI Compounds - Kyoto (Japan) - 1999. - p.196.

Кузьменко O.B. Ефекти обмінної взаємодії в оптичних та магнітотранспортних явищах в вузькощілинних напівмагнітних напівпровідниках Hg|.x.yCdxMnyTe і Hg|.x. yCdvMnySe. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 - фізика твердого тіла. - Інститут фізики напівпровідників НАН У країни, Київ, 2000.

В дисертаційній роботі досліджені ефекти обмінної взаємодії в оптичних та магнітотранспортних явищах в вузькощілинних напівмагнітних напівпровідниках Hg|.x.j.Cd4MnyTe і Hg|.x.yCdxMnvSe. Вперше досліджені спектри збудження ФЛ Hg|.x.yCdxMnyTe з використанням Фур’є-спектроскопії. Безпосередньо доведена

наявність екситоиних резонансів в цьому вузькощілинному напівмагнітному напівпровіднику, причому завдяки сильному електрон-фононному зв’язку в досліджених напівпровідниках має місце механізм непрямої генерації екситонів у прямозонному матеріалі. Показано, що охолодження гарячих носіїв у вузькощілинному Hg|.x.vCd4MnyTe проходить з основному без зміни спінового стану на початковій стадії процесу релаксації і з переворотом спіну в кінцевій стадії термалізації носіїв. Процеси з переворотом спіну визначають при цьому заселеність найнижчих підрівнів ІГандау зони провідності, що безпосередньо виявляється в спектрах магнітолюмінесценції як розщеплення смуги ФЛ у магнітному полі, а в осциляціях магнітоопору - як заборонений правилами відбору нульовий пік у повздовжньому магнітоопорі. Встановлено, що у вузькощілинному напівпровіднику Hgi.x-yCdxMnySe (Eg < 50 меВ) обмінний інтеграл для носій - іонної взаємодії, який вважається константою для широкозонних напівпровідників, є функцією концентрації електронів, що змінюється від значення /V0<r= - 0.28 меВ при п ~ 1018 cm'3 до значення N0a= 0.15 меВ при п ~ 10Іа см'3. Знайдена залежність пояснює існуючу в літературі неузгодженість в значеннях константа а для вузько щілинних селенідів і вимагає необхідності ретельного порівняння експериментальних умов. Показано, що легування Hgj.,CdxTe і Hg,.vCdxSe магнітною домішкою марганцю є ефективним засобом впливу на кристалічну структуру сполуки, що сприяє релаксації власних дефектів і стабілізації структури.

Ключові слова: налівмагнітний напівпровідник, фотолюмінесценція, спектри збудження, магнітне поле, магнітолюмінесценція, магнітоопір, осциляції Шубні кова-де Гааза, обмінна взаємодія, вузькощілинний напівпровідник, спін, магнітний момент, Hgi_x.yCdxMnyTe, Hgi_4.vCdxMnySe.

Kuz’menko E.V. Effects of exchange interaction in optical and magnetotransport phenomena in narrow-gap semimagnetic semiconductors Hg1.x.vCdxMnvTe and Hg^. yCdxMnySe. -Manuscript. Thesis for candidate’s degree in Physics and Mathematics in the speciality 01.04.07.- Solid State Physics.- Institute of Semiconductor Physics, NAS of Ukraine, Kyiv, 2000.

Narrow-gap semimagnetic semiconductors Hgi_x.yCdxMnyTe and Hg].x.vCdxMnySe have been studied by means of photoluminescence, magnetoluminescence and magnetotransport measurements. We present new results on infrared photoluminescence and photoluminescence excitation spectroscopy in Hgi.x.yCdxMnyTe. We find that the phonon coupling significantly influences the optical spectra of this direct narrow-gap semiconductor. In a small spectral region close to the fundamental energy gap, indirect 'hot exciton' absorption with participation of longitudinal optical phonons is the main absorption mechanism. A qualitative theoretical explanation is given. Furthermore, new experimental arguments for the excitonic nature of the optical transitions in the spectral region of the fundamental gap in this narrow-gap material are provided. The longitudinal optical phonons of HgTe and CdTe sublattices are found to be of different efficiency in producing of excitation spectra. We find that knowledge about the excitonic processes in wide-gap semiconductors can also be applied to high-quality narrow-gap materials. We report optical and magnetotransport properties in semimagnetic Hg:.4.yCdxMnyTe, a

narrow-gap semiconductor with an energy gap of about 120 meV. Equivalent phenomena in both optical and magnetotransport measurements of the same set of samples independently indicate selection rules due to the magnetic ions; the photoluminescence contains optical transitions forbidden by symmetry, and in the longitudinal magnetoresistance a "last" peak forbidden by the conventional selection rules is observed. At T=5 K, the PL feature related to band-to-band-like transitions shows a well-pronounced splitting in both the Faraday and Voigt geometries, with a subsequent decrease of the higher-energy component for B< 2 T, a behavior which substantially differs from that known for "nonmagnetic" HguxCdxTe with a corresponding energy gap. This fundamental difference can be explained in terms of spin relaxation, found to be strongly different for the above-mentioned materials. The results of photoluminescence and Shubnikov-de Haas measurements are consistently interpreted in terms of a modified Pidgeon-Brown model which includes the s-d exchange interaction between the spin of free carriers and the localized magnetic moments of the Mn 2+ ions. The exchange parameters are determined both from the photoluminescence and Shubnikov-de Haas data. Spin-flip transitions caused by exchange coupling is assumed to be responsible for the violation of the particular selection rules. The peculiarities of the exchange interaction between the carrier spin and localized spin moments of magnetic ions near the semimetal-semiconductor transition have been studied in a semimagnetic quaternary solid solution system, Hgi,x.yCdxMnySe (x=0.10, >=0.02, Eg =45 meV), by means of Shubnikov-de Haas oscillations. The measurements show that the exchange 'constant' alpha is actually a somewhat complicated function alpha of energy gap Eg and electron concentration, which changes from positive values {N0ce= 0.15 eV) at lower electron concentration to negative values (Nq(x= - 0.28 eV) at higher electron concentration, values which are more typically associated with wide-gap semimagnetic semiconductors. The dependence found explains the strong ambiguity observed in literature for the values of the exchange constant a for the narrow-gap selenides by the necessity of through comparison of the experimental conditions. Is shown that doping the Hg|.xCdxTe and Hg|.xCdxSe single crystals by magnetic impurity of manganese is the effective way to influence the crystal structure of compound being responsible for relaxation of host defects and stabilization of the structure.

Keywords: semimagnetic semiconductor, photoluminescence, excitation spectra, magnetic field, magnetoluminescence, magnetoresistance, Shubnikov-de Haas oscillations, exchange interaction, narrow-gap semiconductor, spin, magnetic moment, Hg,.x. yCdxMn,,Te, HgUx.yCdxMnySe.

Кузьменко E.B. Обменные эффекты в оптических и кинетических явлениях в узкозонных полумагнитных полупроводниках Hg|.x.yCdxMnyTe и Hg|.x.yCdxMnySe. -Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физика твердого тела. - Институт физики полупроводников НАН Украины, Киев, 2000.

В диссертационной работе исследованы эффекты обменного взаимодействия в оптических и магнитотранспортных явлениях в узкозонных полумагнитных полупроводниках Н§1-х_уСс1чМпуТе и Н§[^.>Сс1чМлу5с. Впервые исследованы спектры возбуждения ФЛ Н§|.х.уСс1хМпуТе методом Фурье-спектроскопии. Непосредственно доказано существование экситонных резонансов в исследованном узкозонном полумагнитном полупроводнике, причем, благодаря сильной электрон-фононной связи в данных полупроводниках, имеет место механизм непрямой генерации экситонов в прямозонных полупроводниках. Показано, что охлаждение «горячих» носителей в узкозонном Ь^[.х.уСс1хМлуТе проходит, в основном, без изменения спинового состояния в начальной стадии процесса релаксации и с переворотом 'спина в конечной стадии термализации носителей. При этом процессы с переворотом спина определяют заселенность нижайших подуровней Ландау зоны проводимости, что непосредственно проявляется в спектрах фотолюминесценции как расщепление линии ФЛ в магнитном поле, а в осцилляциях магнитосопротивления - как нулевой пик в продольном магнитосопротивлении, запрещенный правилами отбора Установлено, что в узкозонном полупроводнике ^|.х.уС4<Мпу5е (Е„ < 50 мэВ) обменный интеграл для носитель-ионного взаимодействия, который считается константой для широкозонных полупроводников, является функцией концентрации электронов, которая изменяется от значения уУ0«= - 0.28 меВ при п ~ 10|8см'3 до значения ^«=0.15 меВ при п ~ 1016 см’3. Полученная зависимость объясняет существующий в литературе разброс значений константы а ддя узкощелевых селенидов и показывает необходимость тщательного учета экспериментальных условий. Показано, что легирование ^|.хСс1хТе и Н§|.хСс1х5е магнитной примесью марганца является эффективным способом воздействия на кристаллическую структуру соединения, которая способствует релаксации собственных дефектов и стабилизации структуры.

Ключевые слова: полумагнитный полупроводник, фотолюминесценция, спектры возбуждения, магнитное поле, магнитолюминесценция, магнито-сопротивление, осцилляции Шубникова-де Гааза, обменное взаимодействие, ..узкозонный полупроводник, СПИН, магнитний момент, Hgi.jc.yC с1хМпуТе, ^1.х.уСсЗхМпу8е. •