Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Магнитное упорядочение в дискретных сплавах германия и кремния с переходными 3d-металлами

Диссертация: Магнитное упорядочение в дискретных сплавах германия и кремния с переходными 3d-металлами
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Развитие науки, техники, а также повсеместное внедрение компьютерных технологий выдвигают все более высокие требования к размеру, потреблению энергии и производительности компьютерных процессоров. Однако улучшение характеристик интегральных схем с каждым годом становится все более сложной задачей. В этой связи большую актуальность приобретают поиск и внедрение в компьютерные технологии… Читать ещё >

Магнитное упорядочение в дискретных сплавах германия и кремния с переходными 3d-металлами (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Дискретные магнитные сплавы как потенциальные материалы полупроводниковой спинтроники
    • 1. 1. Основы полупроводниковой спинтроники
    • 1. 2. Магнитное упорядочение в материалах для спиновой инжекции в невырожденные полупроводники
      • 1. 2. 1. Поиск материалов-инжекторов
      • 1. 2. 2. Неупорядоченные сплавы GeixMx и SiixMx
      • 1. 2. 3. Дискретные магнитные сплавы Ge/M и Si/M как альтернатива неупорядоченным сплавам Gei^M^ и Sii-^M^
    • 1. 3. Теоретические исследования магнитного упорядочения в дискретных сплавах
    • 1. 4. Постановка задач исследования
  • Глава 2. Модель дискретных сплавов и методы их исследования
    • 2. 1. Модель дискретных сплавов
    • 2. 2. Теория функционала электронной плотности
    • 2. 3. Исследование электронной структуры дискретных сплавов
      • 2. 3. 1. Метод функций Грина для исследования упорядоченных систем
      • 2. 3. 2. Приближение когерентного потенциала для исследования неупорядоченных систем
    • 2. 4. Расчеты свойств объемных Si, Sio.sGeo.s и Ge в рамках описанной модели
    • 2. 5. Приближение разупорядоченных локальных моментов. Модель парамагнитной фазы в дискретных сплавах
    • 2. 6. Оптимизация атомной структуры дискретных сплавов. Метод проекционных присоединенных волн
    • 2. 7. Магнитная теорема сил. Методика исследования магнитного упорядочения
    • 2. 8. Метод Монте-Карло. Оценка характеристических температур магнитного упорядочения
  • Глава 3. Магнитное упорядочение в дискретных сплавах типа А1У/М
    • 3. 1. Дискретные магнитные сплавы А1У/Мз (А1У=81, 81о.5Сео.5, Се- М=Т1, V, Сг, Мп, Ее, Со, N1), содержащие монослои М типа замещения
    • 3. 2. Дискретные магнитные сплавы А1У/М1 (А1У=81, Се- М=Сг, Мп,
  • Ре), содержащие монослои М типа внедрения
    • 3. 3. Дискретные магнитные сплавы А1У/М1Мз (А1У=81, Се- М=Сг,
  • Мп, Ре), содержащие монослои М типа внедрения-замещения
  • Глава 4. Электронные свойства дискретных магнитных сплавов А1У/М
    • 4. 1. Дискретные магнитные сплавы А1У/М
    • 4. 2. Дискретные магнитные сплавы А1У/М
    • 4. 3. Дискретные магнитные сплавы А1У/М1Мд
  • Глава 5. Характеристические температуры магнитного упорядочения в дискретных сплавах А1У/М
    • 5. 1. Переход магнетик-парамагнетик в двумерных системах и особенности его описания в рамках метода Монте-Карло
    • 5. 2. Случай магнитной анизотропии типа легкая ось
      • 5. 2. 1. Ферромагнитные дискретные сплавы А1У/М
      • 5. 2. 2. Дискретные сплавы А1У/М, имеющие антиферромагнитную, ферримагнитную либо спиральную спиновые структуры
    • 5. 3. Случай магнитной анизотропии типа легкая плоскость

Развитие науки, техники, а также повсеместное внедрение компьютерных технологий выдвигают все более высокие требования к размеру, потреблению энергии и производительности компьютерных процессоров. Однако улучшение характеристик интегральных схем с каждым годом становится все более сложной задачей [1, 2]. В этой связи большую актуальность приобретают поиск и внедрение в компьютерные технологии альтернативных материалов и устройств, работающих на нестандартных принципах. Одной из возможных альтернатив традиционной электронике является полупроводниковая спиновая электроника («спинтроника») [3, 4], основывающаяся на операциях со снинами носителей заряда. Предполагается, что в ближайшем будущем базовыми элементами спинтронных приборов должны стать материалы на основе легированных переходными Зс?-металлами полупроводников (так называемых, разбавленных полупроводников или РМП), исследованию которых в настоящее время уделяется огромное внимание [5, 6]. На основе материалов данного класса в принципе возможно создание многофункциональных устройств, помимо логических операций, также выполняющих функции хранения, считывания и передачи информации. Более того, ожидается, что такие устройства будут обладать более высокой скоростью выполнения операций и потреблять значительно меньше энергии, чем приборы традиционной электроники [7]. Необходимыми условиями реализации спинтронного устройства являются: 1) эффективная инжекция («впрыск») спин-поляризованных носителей заряда в полупроводник- 2) управление спиновым током в полупроводнике и «транспортировка» спина на требуемые расстояния и 3) измерение результирующего спинового тока на выходе из полупроводника [3, 4].

На сегодняшний день основная проблема полупроводниковой спинтрони-ки, по-видимому, заключается в отсутствии материалов, обладающих требуемыми свойствами спинового инжектора [7]. Наиболее подходящими материалами для спиновой инжекции в невырожденные полупроводники являются магнитные полупроводники, поскольку в данном случае не возникает проблемы несоответствия проводимостей, как в случае контакта полупроводника pi металла [8]. Кроме того, согласно [7], материалы для реализации спинтрон-ного устройства должны удовлетворять следующим критериям. Во-первых, они должны быть устойчивыми к воздействиям «нормальной» окружающей среды, т. е. не должны менять своих свойств под воздействием влажности, давления, температуры, а также демонстрировать стабильные во времени свойства. Во-вторых, данные материалы должны быть «технологичными», например, допускать нанесение омических контактов и быть интегрируемыми с современной кремниевой электроникой. В-третьих, центральным вопросом спинтроники является вопрос о времени спиновой когерентности Tcoh. Если это время слишком мало, то разориентация спинов приводит к потере информации, переносимой каждым спином. Примером когерентных спиновых свойств является прецессия намагниченности в мультислоях Со/Си, индуцированная электрическим током высокой плотности [9]. В-четвертых, используемые материалы должны обладать высокой подвижностью носителей заряда ц и быть ферромагнитными (ФМ) при комнатной температуре. И, наконец, потенциальный спиновый инжектор должен обладать высокой (а в идеальном случае — полной) спиновой поляризацией на уровне Ферми.

Большие надежды до настоящего времени возлагались на разбавленные магнитные полупроводники Gai-xMn^As, в которых ферромагнетизм индуцируется свободными дырками валентной и примесной зон («carrier mediated ferromagnetism»). Достоинствами материалов данного типа являются сравнительно однородное распределение легирующей примеси и достаточно высокая, порядка 185 К, температура Кюри [5, 6, 10]. Тем не менее, Gai-zMn^As обладает таким серьезным недостатком, как малая подвижность дырок (около 5 см2/В-с) [11—13]. Так как при данном значении подвижности длина свободного пробега дырки сопоставима с расстоянием между атомами марганца, невозможно делать однозначные выводы о влиянии беспорядка и интенсивности рассеяния дырок на магнитное упорядочение в этих материалах.

Поскольку основными материалами традиционной электроники являются кремний и германий, крайне желательным является получение магнитных материалов на основе именно этих дешевых и удобных в обработке полупроводников. Такие материалы можно было бы, с одной стороны, легко интегрировать в стандартную технологию немагнитных полупроводниковых структур на основе кремния, а, с другой стороны, в них можно реализовать транспорт спин-поляризованных носителей тока, как правило, дырок [7].

Однако попытки экспериментальной реализации магнитных полупроводников в форме неупорядоченных сплавов Gei-^Mnx и Siia,.Mnx столкнулись с серьезными трудностями. Так, полученные в отношении сплавов Gei-^Mnz экспериментальные данные указывают на то, что перспективы их использования в качестве спиновых инжекторов весьма сомнительны. Морфология данных систем является весьма сложной и, наряду с наличием диспергированных атомов марганца, характеризуется разнообразными включениями, например, вторичными фазами GesMns, GegMnn или обогащенными марганцем кластерами [14−16]. Что касается сплавов типа Siia-Mna-, то полученные экспериментальные результаты ставят серьезные вопросы о природе наблюдаемого высокотемпературного ферромагнетизма [17—20]. С одной стороны, очевидно, что модель непрямого обмена между локальными моментами на атомах марганца по механизму «carrier mediated ferromagnetism» не может объяснить возникновение ферромагнитного порядка в этих системах просто потому, что таких моментов крайне мало [21]. С другой стороны, очень сложно интерпретировать ФМ-иорядок в сплавах SiixMnaв рамках традиционного механизма зонного ферромагнетизма, связав установление ФМ-порядка с наличием в образцах сплавов силицидов типа MnSii.7. Для большинства известных силицидов марганца температура Кюри Тс~50 К, а эффективный момент на атом марганца /хр=Ю.01 /¿-в [22−24], то есть являются величинами на порядок меньшими, чем в обсуждаемых системах.

Другим возможным сценарием получения магнитных полупроводников является дельта-легирование. Конструируемые таким образом системы называются дискретными магнитными сплавами (ДМС) [25]. Они представляют собой моноили субмонослои атомов переходных Зй-металлов, периодически внедренные в матрицу немагнитного полупроводника. По существу, дельта-легирование является способом локального увеличения концентрации примесных атомов, значительно превосходящей равновесный предел растворимости в случае легирования полупроводника атомами переходного металла [26, 27]. Это, в свою очередь, должно приводить к повышению температуры Кюри [28]. Кроме того, особое строение ДМС препятствует диффузии атомов переходного металла, по крайней мере, в плоскости роста, что снижает вероятность их кластеризации и образования интерметаллидов. На сегодняшний день хорошо налажено экспериментальное получение ДМС состава GaSb/Mn и GaAs/Mn [29−36]. Что касается ДМС на основе кремния или германия, то нам известно лишь об отдельных попытках их экспериментальной реализации [37, 38] и необходимы дальнейшие исследования.

В условиях недостатка экспериментальных данных о свойствах ДМС германия и кремния с переходными Зй-металлами возрастает важность теоретических исследований, поскольку полученные теоретиками данные будут служить основой для экспериментальной реализации этих интересных систем. Одним из наиболее широко используемых теоретических методов в области материаловедения является теория функционала электронной плотности. На сегодняшний день теория функционала электронной плотности предлагает широкий спектр методик исследования материалов, помимо непосредственно расчетов электронной структуры, включающий методы исследования спектроскопии, транспорта, неупорядоченных систем и элементарных возбуждений в кристалле. Вместе с такими методами численного исследования, как методы Монте-Карло и молекулярной динамики, теория функционала электронной плотности представляет собой мощный инструмент, как для решения задач современного материаловедения, так и для фундаментальных исследований в области физики твердого тела.

Актуальность работы. В данной работе, в рамках первопринципных расчетов зонной структуры, а также метода Монте-Карло, проведены теоретические исследования электронных свойств и магнитного упорядочения специфического класса магнитных полупроводников — дискретных магнитных сплавов А1У/М. Данные сплавы представляют собой сверхтонкие слои переходных металлов М=Т1, V, Сг, Мп, Ре, Со и N1, периодически внедренные в полупроводниковые пленки.

А1У.

81, Б^.бСео.б, Се. Несмотря на чрезвычайно интересные перспективы, дискретные магнитные сплавы типа А1У/М в экспериментальном плане практически не исследованы. Образование силицидов и германатов переходных металлов в процессе выращивания сплава, судя по всему, пока препятствует получению качественных магнитных слоев в матрицах кремния и германия. В связи с этим основное внимание пока уделяется теоретическому исследованию дискретных магнитных сплавов А1У/М различного состава и структуры [39−46]. Однако, несмотря на значительное количество теоретических исследований, ряд актуальных вопросов до сих пор остается практически незатронутым. В частности, к настоящему времени отсутствуют теоретические оценки критических температур перехода дискретных сплавов в парамагнитное состояние. Кроме того, лишь единичные работы были посвящены исследованию влияния структуры дельта-слоев на магнитные свойства сплавов. Поскольку морфология магнитных слоев критически зависит от использованной методики их получения, важность учета данной морфологии не подлежит сомнению. Наконец, подавляющее большинство теоретических исследований посвящено изучению сплавов типа 81/Мп или Се/Мп, в то время как другие системы (например, с Э^-жСе^ в качестве матрицы или Т1, V, Сг, Ре, Со и N1 в качестве дельта-легирующих элементов) практически не рассматривались.

В целом, сделанный в диссертации выбор практически важных дискретных сплавов и изучение их магнитных и электронных свойств в рамках теории функционала электронной плотности и метода Монте-Карло делает тему диссертации актуальной.

Целыо диссертационной работы является комплексное теоретическое исследование магнитных и электронных свойств дискретных сплавов А1У/М и, в частности, сплавов, обладающих ферромагнитным упорядочением вплоть до температур, превышающих комнатную, и высокой спиновой поляризацией на уровне Ферми, т. е. являющихся перспективными для приложений полупроводниковой спинтроники. Для достижения сформулированной цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести исследование внутрислоевого магнитного упорядочения в дискретных сплавах типа А1У/М, где А1У=81, 8105Сео.5, Се, а М=Т1, V, Сг, Мп, Ре, Со и N1, в зависимости от атомной структуры дельта-слоя М, сформированного по типу а) замещения, где атомы Мя полностью замещают один монослой матрицы А1У, б) внедрения, где атомы М1 занимают тетраэдри-ческие междоузлия одного монослоя матрицы А1У и в) внедрения-замещения, М^э, который является комбинацией типов а) и б), на основе расчетов параметров межатомных обменных взаимодействий, полных энергий ферромагнитной, антиферромагнитной и парамагнитной конфигураций, а также магнонных спектров двумерных слоев.

2. Выявить характерные особенности электронных свойств дискретных сплавов типа А1У/М на основе анализа рассчитанных плотностей электронных состояний. Определить спиновые поляризации на уровнях Ферми ферромагнитных сплавов.

3. Получить зависимости магнитной восприимчивости, теплоемкости и кумулянтов намагниченности Биндера от температуры для различных размеров расчетной ячейки и обменных параметров, полученных из ферромагнитного и парамагнитного состояний, с учетом анизотропного члена в гамильтониане Гейзенберга. На основе указанных зависимостей оценить характеристические температуры магнитного упорядочения в дискретных сплавах кремния и германия с переходными Зс?-металлами.

Методы исследований. Для исследования электронных свойств и магнитного упорядочения в дискретных сплавах типа А1У/М были использованы современные первопринципные методы расчета: метод проекционных плоских воли в псевдопотенциальной реализации и метод Корринги-Кона-Росто-кера в приближении атомных сфер. Для оценки характеристических температур магнитного упорядочения в дискретных сплавах использовался метод Монте-Карло.

Научная новизна. Впервые проведено систематическое исследование электронных свойств и магнитного упорядочения в дискретных сплавах германия и кремния с переходными 3 (1- металлам и в зависимости от атомной структуры монослоев переходных металлов М. В частности, был рассмотрен монослой внедрения-замещения, в котором атомы переходного металла занимают как узлы структуры алмаза, так и тетраэдрические междоузлия. Компонентный состав изучаемых дискретных сплавов был существенно расширен и, помимо традиционно исследуемых матриц и Се и переходных металлов Сг, Мп, Ее и Со, были рассмотрены также твердый раствор Б^.бСео.б и дельта-легирующие элементы Т1, V и N1. Выполнены оценки характеристических температур магнитного упорядочения в дискретных сплавах типа А1У/М методом Монте-Карло с учетом теоремы Мермина-Вагнера.

Научная ценность работы определяется тем, что полученные в ней результаты могут быть использованы при анализе магнитных и электронных свойств экспериментальных образцов сплавов и вносят вклад в область физического материаловедения. Практическая ценность работы состоит в том, что по ее результатам определен ряд дискретных магнитных сплавов, перспективных для приложений полупроводниковой спинтроники. Таковыми являются ферромагнитные полуметаллические сплавы А1У/Мпд, а также ферромагнитный сплав Се/Ре1, имеющий высокую спиновую поляризацию на уровне Ферми. В указанных сплавах ферромагнетизм устойчив вплоть до температур порядка 200−240 К.

Положения, выносимые на защиту:

1. Ферромагнитный характер основного состояния дискретных сплавов А1У/Мп3, где.

А1У 81, Э10 5Се0.5, Се, а слои марганца сформированы по типу замещения. Ферромагнитный характер основного состояния дискретных сплавов Се/Мщ и Се/Ре1, в которых слои марганца и железа сформированы по типу внедрения. Ферромагнитный характер основного состояния дискретного сплава З^РехРед, в котором слои железа сформированы по типу внедрения-замещения. Немагнитный характер основного состояния сплавов А1У/Мд, где М = Т1, Со, N1. Неустойчивость ферромагнитного упорядочения в основном состоянии для всех остальных исследованных сплавов.

2. Особенности электронной структуры дискретных магнитных сплавов типа А1У/М и рассчитанные значения спиновых поляризаций электронных состояний на уровнях Ферми сплавов.

3. Зависимости магнитной восприимчивости, теплоемкости и кумулянтов намагниченности Биндера от температуры, а также оценки характеристических температур магнитного упорядочения в дискретных сплавах типа А1У/М.

Достоверность научных результатов и выводов работы достигается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, применением современных методов расчета, взаимным согласием и непротиворечивостью полученных результатов и выводов, а также качественным и количественным согласием полученных результатов с результатами других теоретических исследований.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях: «Физика и химия высокоэнергетических систем» (Томск, Россия, 2008, 2009 и 2010 гг.), «Актуальные проблемы радиофизики» (Томск, Россия, 2008 г.), «Физика и химия наноматериа-лов» (Томск, Россия, 2009 г.), «Trends in Magnetism» (Екатеринбург, Россия, 2010 г.), XII Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой оптои наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 2010 г.), «Intermag» (Тайбэй, Тайвань, 2011 г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из них 5 статей в рецензируемых журналах, [47−51], 4 статьи в сборниках трудов конференций [52−55], и 2 тезисов докладов [56, 57].

Личный вклад автора. Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим. Все основные результаты диссертации получены лично автором.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 220 наименований. Общий объем диссертации составляет 178 страниц, включая 51 рисунок и 6 таблиц.

Заключение

.

Проведение расчетов ab initio является па сегодняшний день одним из наиболее эффективных методов теоретического исследования магнитного порядка в ДМС типа AIV/M. Ясно, что одновременный учет внутрии межслоевого обменных взаимодействий даже при не слишком большой толщине AIV прослойки между ¿—слоями М делает такой расчет крайне сложным. Однако, межслоевое обменное взаимодействие в подавляющем числе ДМС на порядок слабее внутрислоевого уже при толщине полупроводниковой прослойки более 3−4 атомных слоев. Как было аналитически показано в работах [39, 40, 112−114], при некоторой характерной толщине прослойки интеграл межслоевого обмена в ДМС меняет знак: при малых расстояниях между ¿—слоями имеет место их параллельная (то есть ФМ), а при больших расстояниях — антипараллельная (антиферромагнитная, АФМ) ориентация. При исследовании магнитных и транспортных свойств ДМС интерес представляют обе ситуации, и реализация нужной магнитной конфигурации может быть осуществлена подбором соответствующей толщины прослойки AIV. В данной работе внимание было сфокусировано исключительно на формировании магнитного порядка внутри ¿—слоя и для простоты пренебрегалось влиянием межслоевого обмена на внутрислоевой. При такой постановке задачи, естественно, можно корректно рассмотреть лишь такие ДМС, в которых расстояние между соседними ¿—слоями М значительно превышает расстояние между ионами М внутри одного ¿—слоя. В противоположном пределе, когда эти расстояния близки по величине, данный подход, разумеется, неприменим.

Наиболее значимые результаты диссертации состоят в следующем.

1. Впервые проведено систематическое первопринципное исследование внутрислоевого магнитного упорядочения в дискретных сплавах типа AIV/M, где A. IV = Si, Si0 5Geo.5, Ge, a M = Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, в зависимости от атомной структуры дельта-слоя М, сформированного по типу а) замещения, где атомы Ms полностью замещают один монослой матрицы AIV, б) внедрения, где атомы Mj занимают тетраэдрические междоузлия одного монослоя матрицы AIV и в) внедрения-замещения, MiMg, который является комбинацией типов а) и б). Показано: а) Для монослоев замещения стабильный внутрислоевой ферромагнетизм имеет место лишь в сплавах AIV/Mng, в то время как в монослоях сплавов Aiv/Vs и Ge/Crs реализуется антиферромагнитная конфигурация. Сплавы титана, кобальта и никеля являются немагнитными для всех рассмотренных полупроводниковых матриц. Для всех остальных сплавов обнаружена тенденция к формированию более сложных, возможно неколлинеарных, спиновых структур. б) В системах Si/Mni и Si/Fei реализуются спиральные спиновые структуры, в то время как в сплавах Ge/Mni и Ge/Fei обнаружен стабильный внутрислоевой ферромагнетизм. Сплавы Si/Cri и Ge/Crs в основном состоянии упорядочиваются антиферромагнитно. в) Дискретный сплав Si/FeiFes упорядочивается ферромагнитного. Сплавы AIV/CriCrs, AIV/MniMns и Ge/FeiFes обладают сложными, возможно некол-линеарными, спиновыми структурами.

2. Проведено систематическое первопринципное исследование электронной структуры в дискретных сплавах типа AIV/M, где AIV = Si, Si0 5Geo.5, Ge, a M = Ti, V, Cr, Mn, Fe, Со, Ni, в зависимости от атомной структуры монослоя М. В рамках модели жесткой зоны интерпретированы электронные спектры серии дискретных магнитных сплавов типа AIV/Ms и объяснено отсутствие намагниченности сплавов Ti, Ni и Со. Показано, что сплавы типа AIV/Mns являются ферромагнитными полуметаллами с величиной щели, варьирующейся между 200 и 300 мэВ. Сплавы Ge/Fei, Ge/Мщ и Si/FeiFes обладают спиновыми поляризациями на уровнях Ферми, превышающими 50%.

Стабилизация ферромагнитного порядка при увеличении концентрации германия в матрицах сплавов AIV/Mni и AIV/Fei может быть обусловлена усилением обменного расщепления и локализацией dсостояний, обеспечивающие выигрыш в энергии.

3. Впервые выполнены оценки характеристических температур магнитного упорядочения в дискретных сплавах типа AIV/M с учетом магнитной анизотропии. Обнаружено, что межслоевая обменная связь при толщине прослойки в 7 атомных слоев слишком слаба для того, чтобы обеспечить межслоевое магнитное упорядочение при температурах выше О К. Таким образом, оцененные характеристические температуры соответствовали температурам внутрислоевого упорядочения. Показано, что в случае анизотропии типа легкая ось величины температур Кюри для дискретных ферромагнитных сплавов AIV/M могут достигать 200−240 К. По самым оптимистичным оценкам, температуры Кюри ферромагнитных сплавов Ge/Mni и Ge/Fei достигают комнатной температуры. Для ряда сплавов хрома оцененные значения критических температур существенно превышают комнатную температуру. Рекордная критическая температура наблюдается в антиферромагнитном сплаве Si/Cri — 372 К. В целом, критические температуры перехода в парамагнитное состояние для сплавов германия выше, чем для сплавов кремния. В случае анизотропии типа легкая плоскость, описываемой в рамках ХУ-модели, магнитное упорядочение отсутствует при температурах выше 0 К. Оцененные температуры кроссовера, ниже которых система находится в режиме степенного убывания спинового коррелятора (режим Березинского-Костерлица-Таулеса), имеют величины, близкие к величинам критических температур в случае анизотропии типа легкая ось.

В свете полученных результатов хотелось бы обратить внимание на следующий факт. В последние годы достигнут значительный прогресс в получении модулированно-легированных SixGei-^-reTepocTpyKTyp с Ge в роли проводящего канала, обладающих крайне высокими дрейфовыми подвижностя-ми дырок (~3000 см2/В-с) [136]. Наши расчеты дают основания полагать, что гипотетические гетероструктуры типа (81-гСе1г/^Мп)/81хСе1ж/Се, содержащие ФМ-слой (ДМС З^Сех-я/Мп) и проводящий канал, пространственно разделенные прослойкой З^Сех-а, могут стать перспективными с точки зрения реализации эффективного транспорта спин-поляризованных носителей. В такой гетероструктуре могут одновременно иметь место устойчивый ФМ-порядок в ДМС Э^Сех-ж/Мп, высокая подвижность дырок и их значительная спиновая поляризация в проводящем канале Се за счет магнитной близости канала к ФМ £-слою. Ранее наличие подобных эффектов было обнаружено в гетероструктурах тина (СаАб/^Мп)/СаА8/1пСаА8 [35, 36].

Показать весь текст

Список литературы

  1. R. F. 1. Silicon’s Reign Nearing Its End? // Science. 2009. Vol. 323, no. 5917. Pp. 1000-1002.
  2. Heyns M., Tsai W. Ultimate Scaling of CMOS Logic Devices with Ge and III-V Materials // MRS Bulletin. 2009, — Jul. Vol. 34, no. 7. Pp. 485−492.
  3. Zutic I., Fabian J., Sarma S. D. Spintronics: Fundamentals and applications // Rev. Mod. Phys. 2004. Vol. 76. Pp. 323−410.
  4. Fabian J., Matos-Abiague A., Ertler C. at al. Semiconductor spintronics // Acta Physica Slovaca. 2007. — Aug-Oct. Vol. 57, no. 4−5. Pp. 565−907.
  5. Jungwirth Т., Sinova J., Masek J. et al. Theory of ferromagnetic (III, Mn) V semiconductors // Rev. Mod. Phys. 2006. — Aug. Vol. 78, no. 3. Pp. 809−864.
  6. Sato K., Bergqvist L., Kudrnovsky J. et al. First-principles theory of dilute magnetic semiconductors // Rev. Mod. Phys. 2010. —May. Vol. 82, no. 2. Pp. 1633−1690.
  7. P. Б., Дмитриев А. И. Спиновая динамика в наноструктурах магнитных полупроводников (Обзор) // Физика твердого тела. 2009. Т. 51. С. 1873−1889.
  8. Schmidt G., Ferrand D., Molenkamp L. W. et al. Fundamental obstacle for electrical spin injection from a ferromagnetic metal into a diffusive semiconductor // Phys. Rev. B. 2000. —Aug. Vol. 62, no. 8. Pp. R4790-R4793.
  9. Tsoi M., Jansen A. G. M., Bass J. et al. Excitation of a Magnetic Multilayer by an Electric Current // Phys. Rev. Lett. 1998. —May. Vol. 80, no. 19. Pp. 4281−4284.
  10. Novak V., Olejnik K., Wunderlich J. et al. Curie Point Singularity in the Temperature Derivative of Resistivity in (Ga, Mn) As // Phys. Rev. Lett. 2008.-Aug. Vol. 101, no. 7. Pp. 77 201−1-77 201−4.
  11. K. S., Shrekenhamer D. В., Singley E. J. et al. Impurity Band Conduction in a High Temperature Ferromagnetic Semiconductor // Phys. Rev. Lett. 2006.-Aug. Vol. 97, no. 8. Pp. 87 208−1-87 208−4.
  12. Alberi K., Yu К. M., Stone P. R. et al. Formation of Mn-derived impurity band in III-Mn-V alloys by valence band anticrossing // Phys. Rev. B. 2008. —Aug. Vol. 78, no. 7. Pp. 75 201−1-75 201−7.
  13. Rokhinson L. P., Lyanda-Geller Y., Ge Z. et al. Weak localization in Gai-^MnaAs: Evidence of impurity band transport // Phys. Rev. B. 2007. — Oct. Vol. 76, no. 16. Pp. 161 201−1-161 201 4.
  14. Jaeger C., Bihler C., Vallaitis T. et al. Spin-glass-like behavior of Ge: Mn // Phys. Rev. B. 2006. Vol. 74. Pp. 45 330−1-45 330−10.
  15. Ahlers S., Bougeard D., Sircar N. et al. Magnetic and structural properties of Ge^Mni-a- films: Precipitation of intermetallic nanomagnets // Phys. Rev. B. 2006.-Dec. Vol. 74, no. 21. Pp. 214 411−1-214 411−8.
  16. А. И., Моргунов P. В., Казакова О. JI., Танимото Й. Спин-волновой резонанс в пленках Gei^Mm,-, обладающих перколяционным ферромагнетизмом // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 2009. Т. 135. С. 1134−1141.
  17. F. М., Liu X. С., Gao J. et al. Investigation on the magnetic and electrical properties of crystalline Mn0.05Si0.95 films // Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 85. Pp. 786−788.
  18. Bolduc M., Awo-Affouda C., Stollenwerk A. et al. Above room temperature ferromagnetism in Mn-ion implanted Si // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 71. Pp. 33 302−1-33 302−4.
  19. Liu X. C., Lu Z. H., Lu Z. L. et al. Hole-mediated ferromagnetism in polycrystalline SiixMnx: B films //J. Appl. Phys. 2006. Vol. 100. Pp. 73 903−1-73 903−4.
  20. Liu X. C., Lin Y. B., Wang J. F. et al. Effect of hydrogenation on the, ferromagnetism in polycrystalline Sii-^Mn^B thin films //J. Appl. Phys. 2007. Vol. 102. Pp. 33 902−1-33 902−4.
  21. Zeng L., Helgren E., Rahimi M. et al. Quenched magnetic moment in Mn-doped amorphous Si films // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77, no. 7. Pp. 73 306−1-733 306−4.
  22. Gottlieb U., Sulpice A., Lambert-Andron B., Laborde O. Magnetic properties of single crystalline Mn4Si7 // Journal of Alloys and Compounds. 2003. Vol. 361. Pp. 13−18.
  23. Lee M., Onose Y., Tokura Y., Ong N. P. Hidden constant in the anomalous Hall effect of high-purity magnet MnSi // Phys. Rev. B. 2007. — May. Vol. 75, no. 17. Pp. 172 403−1-172 403−4.
  24. Crooker S. A., Tulchinsky D. A., Levy J. et al. Enhanced Spin Interactions in Digital Magnetic Heterostructures // Phys. Rev. Lett. 1995. —Jul. Vol. 75, no. 3. Pp. 505−508.
  25. Woodbury H. H., Ludwig G. W. Spin Resonance of Transition Metals in Silicon // Phys. Rev. I960. —Jan. Vol. 117, no. 1. Pp. 102−108.
  26. Semiconductors Basic Data // Ed. by O. Madelung. Springer, Berlin, 1996.
  27. Dietl T., Ohno H., Matsukura F. et al. Zener Model Description of Ferro-magnetism in Zinc-Blende Magnetic Semiconductors // Science. 2000. Vol. 287. Pp. 1019−1022.
  28. Kawakami R. K., Johnston-Halperin E., Chen L. F. at al. (Ga, Mn) As as a digital ferromagnetic heterostructure // Appl. Phys. Lett. 2000. — Oct 9. Vol. 77, no. 15. Pp. 2379−2381.
  29. Kreutz T. C., Zanelatto G., Gwinn E. G., Gossard A. C. Spacer-dependent transport and magnetic properties of digital ferromagnetic heterostruc-tures // Appl. Phys. Lett. 2002, —Dec 16. Vol. 81, no. 25. Pp. 4766−4768.
  30. Chen X., Na M., Cheon M. at al. Above-room-temperature ferromagnetism in GaSb/Mn digital alloys // Appl. Phys. Lett. 2002, — Jul 15. Vol. 81, no. 3. Pp. 511−513.
  31. Nazmul A. M., Sugahara S., Tanaka M. Ferromagnetism and high Curie temperature in semiconductor heterostructures with Mn ?-doped GaAs and p-type selective doping // Phys. Rev. B. 2003. — Jun. Vol. 67, no. 24. Pp. 241 308−1-241 308−4.
  32. С. В., Дорохин М. В., Бричкин А. С. и др. Ферромагнитное воздействие ?) —<�Мп>-слоя в GaAs барьере на спиновую поляризацию носителей в InGaAs/GaAs квантовой яме // Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 2009. Т. 90. С. 730−735.
  33. М. А., Аропзоп Б. А., Рыльков В. В. и др. Ферромагнитный переход в структурах GaAs/Mn/GaAs/In^Gai^As/GaAs с двумерным дырочным газом // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 2009. Т. 136. С. 346−355.
  34. В. H., Тугушев В. В. Межслоевая обменная связь в дискретных магнитных сплавах ферромагнетик-полупроводник // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 2008. Т. 133. С. 1070−1081.
  35. S., Tugushev V. V., Echenique P. М., Chulkov Е. V. Half-metallicbehavior of a ferromagnetic metal monolayer in a semiconducting matrix // Europhysics Letters. 2009. Vol. 85, no. 2. Pp. 27 006−1-27 006−5.
  36. Continenza A., Antoniella F., Picozzi S. Ferromagnetism and carrier confinement in Mn/Ge digital alloys // Phys. Rev. B. 2004. —Jul. Vol. 70, no. 3. Pp. 35 310−1-35 310−11.
  37. Wang H. Y., Qian M. C. Electronic and magnetic properties of Mn/Ge digital ferromagnetic heterostructures: An ab initio investigation //J. Appl. Phys.2006. —Apr 15. Vol. 99, no. 8. Pp. 08D705−1-08D705−3.
  38. Qian M. C., Fong С. Y., Liu K. et al. Half-Metallic Digital Ferromagnetic Heterostructure Composed of a J-Doped Layer of Mn in Si // Phys. Rev. Lett. 2006,-Jan. Vol. 96, no. 2. Pp. 27 211−1-27 211−4.
  39. Wu H., Kratzer P., Scheffler M. Density-Functional Theory Study of Half-Metallic Heterostructures: Interstitial Mn in Si // Phys. Rev. Lett.2007. —Mar. Vol. 98, no. 11. Pp. 117 202−1-117 202−4.
  40. M. M., Кузнецов В. M. Исследование ферромагнитных гетеро-структур на основе кремния // Известия Вузов. Физика. 2008. Т. 9,
  41. С. 200−203. Конференция «Актуальные проблемы радиофизики», Томск, Россия, 2008 г.
  42. М. М., Останин С. А., Ernst А. и др. Дискретные магнитные гетероструктуры на основе Si и Fe // Физика Твердого Тела. 2010. Т. 52, № 8. С. 1563−1569.
  43. М. М., Ernst A., Ostanin S. et al. Intralayer magnetic ordering in Ge/Mn digital alloys // Phys. Rev. B. 2011.—Apr. Vol. 83, no. 15. Pp. 155 203−1-155 203−6.
  44. M. M., Тугушев В. В., Эрнст А. и др. Магнитное упорядочение в дискретных сплавах полупроводников IV группы с переходными Зе?-металлами // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 2011. Т. 139, № 4. С. 720−732.
  45. М. М. Дискретные магнитные гетероструктуры на основе Si и Fe // Сборник материалов II Международной конференции «Физика и химия наноматериалов» / Томский Государственный Университет. Томск: 2009. С. 104−109.
  46. М. N., Broto J. М., Fert A. et al. Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices // Phys. Rev. Lett. 1988,—Nov. Vol. 61, no. 21. Pp. 2472−2475.
  47. Binasch G., Griinberg P., Saurenbach F., Zinn W. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange // Phys. Rev. B. 1989.-Mar. Vol. 39, no. 7. Pp. 4828−4830.
  48. Parkin S. S. P., Bhadra R., Roche K. P. Oscillatory magnetic exchange coupling through thin copper layers // Phys. Rev. Lett. 1991.—Apr. Vol. 66, no. 16. Pp. 2152−2155.
  49. Parkin S. S. P., Li Z. G., Smith D. J. Giant magnetoresistance in antiferromagnetic Co/Cu multilayers // Appl. Phys. Lett. 1991, — Jun 10. Vol. 58, no. 23. Pp. 2710−2712.
  50. А. Происхождение, развитие и перспективы спинтроники // Успехи физических наук. 2008. Т. 178, № 12. С. 1336−1348.
  51. А., Грюнберг П. А. Нанотехпологии позволяют изготовить чувствительные считывающие головки для компактных жестких дисков. Нобелевские лекции по физике — 2007 // Успехи физических наук. 2008. Т. 178, № 12. С. 1335.
  52. П. А. От спиновых волн к гигантскому магнетосопротивлению и далее // Успехи физических наук. 2008. Т. 178, № 12. С. 1349−1358.
  53. Datta S., Das B. Electronic analog of the electro-optic modulator // Appl. Phys. Lett. 1990. Vol. 56, no. 7. Pp. 665−667.
  54. Fiederling R., Keim M., Reuscher G. at al. Injection and detection of a spin-polarized current in a light-emitting diode // Nature. 1999.— Dec 16. Vol. 402, no. 6763. Pp. 787−790.
  55. Jonker B. T., Park Y. D., Bennett B. R. et al. Robust electrical spin injection into a semiconductor heterostructure // Phys. Rev. B. 2000.— Sep. Vol. 62, no. 12. Pp. 8180−8183.
  56. Jiang X., Wang R., van Dijken S. et al. Optical Detection of Hot-Electron Spin Injection into GaAs from a Magnetic Tunnel Transistor Source // Phys. Rev. Lett. 2003. — Jun. Vol. 90, no. 25. Pp. 256 603−1-256 603−4.
  57. Min B.-C., Motohashi K., Lodder C., Jansen R. Tunable spin-tunnel contacts to silicon using low-work-function ferromagnets // Nature Materials. 2006. — Oct. Vol. 5, no. 10. Pp. 817−822.
  58. Zutic I. Spintronics: Gadolinium makes good spin contacts // Nature Materials. 2006.-Oct. Vol. 5, no. 10. Pp. 771−772.
  59. Appelbaum I., Huang B., Monsma D. J. Electronic measurement and control of spin transport in silicon // Nature. 2007.— May 17. Vol. 447, no. 7142. Pp. 295−298.
  60. Huang B., Monsma D. J., Appelbaum I. Coherent Spin Transport through a 350 Micron Thick Silicon Wafer // Phys. Rev. Lett. 2007. —Oct. Vol. 99, no. 17. Pp. 177 209−1-177 209−4.
  61. Huang B., Jang H.-J., Appelbaum I. Geometric dephasing-limited Hanle effect in long-distance lateral silicon spin transport devices // Appl. Phys. Lett. 2008. Oct 20. Vol. 93, no. 16.
  62. Julliere M. Tunneling between ferromagnetic-films // Phys. Lett. A. 1975. Vol. 54, no. 3. Pp. 225−226.
  63. В. Ю., Кацнельсон М. И. Полуметаллические ферромагнетики // Успехи физических наук. 1994. Т. 164, № 7. С. 705−724.
  64. Pickett W., Moodera J. Half metallic magnets // Phys. Today. 2001. — May. Vol. 54, no. 5. Pp. 39−44.
  65. Soulen R. J., Byers J. M., Osofsky M. S. at al. Measuring the spin polarization of a metal with a superconducting point contact // Science. 1998. — Oct 2. Vol. 282, no. 5386. Pp. 85−88.
  66. Park J. H., Vescovo E., Kim H. J. at al. Direct evidence for a half-metallic ferromagnet // Nature. 1998.-Apr 23. Vol. 392, no. 6678. Pp. 794−796.
  67. L. M., Pierce D. Т., Bader S. D. at al. Surface, interface, and thin-film magnetism // Journal Of Materials Research. 1990. — Jun. Vol. 5, no. 6. Pp. 1299−1340.
  68. Braden J. G., Parker J. S., Xiong P. et al. Direct Measurement of the Spin Polarization of the Magnetic Semiconductor (Ga, Mn) As // Phys. Rev. Lett. 2003.-Jul. Vol. 91, no. 5. Pp. 56 602−1-56 602−4.
  69. Gaj J. A., Ginter J., Galazka R. R. Exchange interaction of manganese 3d5 states with band electrons in Cdi-^MnxTe // Physica Status Solidi B-Basic Research. 1978. Vol. 89, no. 2. Pp. 655−662.
  70. Jaczynski M., Kossut J., Galazka R. R. Influence of exchange interaction on quantum transport phenomena in HgixMnxTe // Physica Status Solidi B-Basic Research. 1978. Vol. 88, no. 1. Pp. 73−85.
  71. Munekata H., Ohno H., von Molnar S. et al. Diluted magnetic III-V semiconductors // Phys. Rev. Lett. 1989.-Oct. Vol. 63, no. 17. Pp. 1849−1852.
  72. Munekata H., Zaslavsky A., Fumagalli P., Gambino R. J. Preparation of (In, Mn) As/(Ga, Al) Sb magnetic semiconductor heterostructures and their ferromagnetic characteristics // Appl. Phys. Lett. 1993. —Nov 22. Vol. 63, no. 21. Pp. 2929−2931.
  73. Ohno H., Munekata H., Penney T. et al. Magnetotransport properties of p-type (In, Mn) As diluted magnetic III-V semiconductors // Phys. Rev. Lett. 1992, —Apr. Vol. 68, no. 17. Pp. 2664−2667.
  74. Ohno H., Shen A., Matsukura F. at al. (Ga, Mn) As: A new diluted magnetic semiconductor based on GaAs // Appl. Phys. Lett. 1996. — Jul 15. Vol. 69, no. 3. Pp. 363−365.
  75. Hayashi T., Tanaka M., Seto K. at al. III-V based magnet-ic (GaMnAs)/nonmagnetic (AlAs) semiconductor superlattices // Appl. Phys. Lett. 1997.-Sep 29. Vol. 71, no. 13. Pp. 1825−1827.
  76. Van Esch A., Van Bockstal L., De Boeck J. et al. Interplay between the magnetic and transport properties in the III-V diluted magnetic semiconductor Gai^Mn^As // Phys. Rev. B. 1997.—Nov. Vol. 56, no. 20. Pp. 13 103−13 112.
  77. Ohno H. Making nonmagnetic semiconductors ferromagnetic // Science. 1998, —Aug 14. Vol. 281, no. 5379. Pp. 951−956.
  78. Stroppa A., Picozzi S., Continenza A., Freeman A. J. Electronic structure and ferromagnetism of Mn-doped group-IV semiconductors // Phys. Rev. B. 2003. Vol. 68. Pp. 155 203−1-155 203−9.
  79. Men’shov V. N., Tugushev V. V., Caprara S. Spin-fluctuation mediated high-temperature ferromagnetism in Si: Mn dilute magnetic semiconductors // Europ. Phys. J. B. 2010.-Oct. Vol. 77, no. 3. Pp. 337−343.
  80. Men’shov V. N., Tugushev V. V., Caprara S., Chulkov E. V. High-temperature ferromagnetism in Si: Mn alloys // Phys. Rev. B. 2011, —Jan. Vol. 83, no. 3. Pp. 35 201−1-35 201−13.
  81. Bever T., Emanuelsson P., Kleverman M., Grimmeiss H. G. Identification of hole transitions at the neutral interstitial manganese center in silicon // Appl. Phys. Lett. 1989, —Dec 11. Vol. 55, no. 24. Pp. 2541−2543.
  82. Park Y. D., Hanbicki A. Y., Erwin S. et al. A group-IV ferromagnetic semiconductor: MnxGeix // Science. 2002. Vol. 295. Pp. 651−654.
  83. Biegger E., Staheli L., Fonin M. et al. Intrinsic ferromagnetism versusphase segregation in Mn-doped Ge // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101. Pp. 103 912−1-103 912−5.
  84. Li A. P., Wendelken J. F., Shen J. et al. Magnetism in Mn^Gei-a- semiconductors mediated by impurity band carriers // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 72. Pp. 195 205−1-195 205−9.
  85. Cho S. G., Choi S., Hong S. C. et al. Ferromagnetism in Mn-doped Ge // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 66. Pp. 33 303−1-33 303−3.
  86. Gao W., Hou D., Hu Y., Wei S. Structure and magnetic properties of Fe^Gei-a- films // Solid State Communications. 2009. Vol. 149. Pp. 1924−1927.
  87. Gareev R. R., Bugoslavsky Y. V., Schreiber R. et al. Carrier-induced ferromagnetism in Ge (Mn, Fe) magnetic semiconductor thin-film structures // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. Pp. 222 508−1-222 508−3.
  88. Morgunov R. B., Dmitriev A. I., Kazakova O. L. Percolation ferromagnetism and spin waves in Ge: Mn thin films // Phys. Rev. B. 2009, — Aug. Vol. 80, no. 8. Pp. 85 205−1-85 205−5.
  89. Wolska A., Lawniczak-Jablonska K., Klepka M. et al. Local structure around Mn atoms in Si crystals implanted with Mn+ studied using x-ray absorption spectroscopy techniques // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 75, no. 11. Pp. 113 201−1-113 201−4.
  90. Zhou S., Potzger K., Zhang G. et al. Structural and magnetic properties of Mn-implanted Si // Phys. Rev. B. 2007.-Feb. Vol. 75, no. 8. Pp. 85 203−1-852 038−6.
  91. Awo-Affouda С., Bolduc M., Huang M. В. et al. Observation of crystallite formation in ferromagnetic Mn-implanted Si // Journal of Vacuum Science & Technology A. 2006. Vol. 24. Pp. 1644−1647.
  92. С. H., Аронзон Б. А., Рыльков В. В. и др. Аномальный эффект Холла в Si пленках, сильно легированных Мп // Письма в ЖЭТФ. 2009. Т. 89. С. 707−712.
  93. Su W. F., Gong L., Wang J. L. et al. Group-IV-diluted magnetic semiconductor Fe^Sii—a- thin films grown by molecular beam epitaxy // Journal Of Crystal Growth. 2009. Vol. 31. Pp. 2139−2142.
  94. Men’shov V. N., Tugushev V. V., Echenique P. M. et al. Interlayer exchange coupling in digital magnetic alloys // Phys. Rev. B. 2008.— Jul. Vol. 78, no. 2. Pp. 24 438−1-24 438−11.
  95. В. H., Тугушев В. В. Спиновое упорядочение в полупроводниковых гетероструктурах с ферромагнитными ¿--слоями // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 2009. Т. 135. С. 1178−1191.
  96. Men’shov V. N., Tugushev V. V., Caprara S. et al. Spin ordering in semiconductor heterostructures with ferromagnetic 6 layers // Phys. Rev. B. 2009. — Jul. Vol. 80, no. 3. Pp. 35 315−1-35 315−15.
  97. Т. Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами. Москва: Мир, 1988.
  98. Sanvito S., Hill N. A. Ab Initio Transport Theory for Digital Ferromagnetic Heterostructures // Phys. Rev. Lett. 2001. —Dec. Vol. 87, no. 26. Pp. 267 202−1-267 202−4.
  99. Sanvito S. Ferromagnetism and metallic state in digital (Ga, Mn) As heterostructures // Phys. Rev. B. 2003.—Aug. Vol. 68, no. 5. Pp. 54 425−1-54 425−14.
  100. Hong J., Wang D.-S., Wu R. Q. Carrier-Induced Magnetic Ordering Control in a Digital (Ga, Mn) As Structure // Phys. Rev. Lett. 2005.—Apr. Vol. 94, no. 13. Pp. 137 206−1-137 206−4.
  101. Qian M. C., Fong C. Y., Pickett W. E. Enhancement of ferromagnetic coupling in Mn/GaAs digital ferromagnetic heterostructure by freehole injection // J. Appl. Phys. 2006.—Apr 15. Vol. 99, no. 8. Pp. 08D517−1-08D517−3.
  102. Xu J. L., van Schilfgaarde M. Optimally designed digitally doped Mn: GaAs studied using ab initio local-density approximation // Phys. Rev. B. 2006. — Dec. Vol. 74, no. 24. Pp. 241 304−1-241 304−4.
  103. Zhou X. H., Chen X., Huang Y. at al. The influence of the additional confining potentials on ferromagnetism in III-V digital ferromagnetic heterostructures //J. Appl. Phys. 2006. —Jun 1. Vol. 99, no. 11. Pp. 113 903−1-113 903−6.
  104. Sapega V. F., Trampert A., Ploog K. H. Carrier spin polarization in digital Mn/GaAs ferromagnetic structures studied with hot electron photoluminescence // Phys. Rev. B. 2008, —Jun. Vol. 77, no. 24. Pp. 245 301−1 245 301−6.
  105. Fernandez-Rossier J., Sham L. J. Theory of ferromagnetism in planar heterostructures of (Mn, III)-V semiconductors // Phys. Rev. B. 2001. —Nov. Vol. 64, no. 23. Pp. 235 323−1-235 323−8.
  106. Mermin N. D., Wagner H. Absence of Ferromagnetism or Antiferromag-netism in One- or Two-Dimcnsional Isotropic Heisenberg Models // Phys. Rev. Lett. 1966.-Nov. Vol. 17, no. 22. Pp. 1133−1136.
  107. Mermin N. D. Crystalline Order in Two Dimensions // Phys. Rev. 1968.— Dec. Vol. 176, no. 1. Pp. 250−254.
  108. Bander M., Mills D. L. Ferromagnetism of ultrathin films // Phys. Rev. B. 1988. —Dec. Vol. 38, no. 16. Pp. 12 015−12 018.
  109. Hordequin C., Ristoiu D., Ranno L., Pierre J. On the cross-over from half-metal to normal ferromagnet in NiMnSb // Europ. Phys. J. B. 2000.— Jul. Vol. 16, no. 2. Pp. 287−293.
  110. Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors (ICANS 23) E-MRS 2009 Spring Meeting, Symposium N — Carbon Nanotubes and Graphene.
  111. Krause M. R., Stollenwerk A. J., Reed J. et al. Electronic structure changes of Si (001) (2×1) from subsurface Mn observed by STM // Phys. Rev. B. 2007,—May. Vol. 75, no. 20. Pp. 205 326−1-205 326−5.
  112. Wu H., Hortamani M., Kratzer P., Scheffler M. First-Principles Study of Ferromagnetism in Epitaxial Si-Mn Thin Films on Si (001) // Phys. Rev. Lett. 2004.-Jun. Vol. 92, no. 23. Pp. 237 202−1-237 202−4.
  113. Hortamani M., Wu H., Kratzer P., Scheffler M. Epitaxy of Mn on Si (001): Adsorption, surface diffusion, and magnetic properties studied by density-functional theory // Phys. Rev. B. 2006. —Nov. Vol. 74, no. 20. Pp. 205 305−1 205 305−10.
  114. Zhu W., Weitering H. H., Wang E. G. et al. Contrasting Growth Modes of Mn on Ge (100) and Ge (lll) Surfaces: Subsurface Segregation versus Intermixing // Phys. Rev. Lett. 2004. —Sep. Vol. 93, no. 12. Pp. 126 102−1-126 102−4.
  115. Zeng C., Zhang Z., van Benthem K. et al. Optimal Doping Control of Magnetic Semiconductors via Subsurfactant Epitaxy // Phys. Rev. Lett. 2008. — Feb. Vol. 100, no. 6. Pp. 66 101−1-66 101−4.
  116. Birch F. Elasticity and constitution of the earth interior // Journal Of Geophysical Research. 1952. Vol. 57, no. 2. Pp. 227−286.
  117. Group IV elements and III-V compounds // Ed. by O. Madelung. Springer Berlin, 1991.
  118. Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. 1964. — Nov. Vol. 136, no. 3B. Pp. B864-B871.
  119. Kohn W., Sham L. J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. 1965. —Nov. Vol. 140, no. 4A. Pp. A1133-A1138.
  120. Sandratskii L. M. Noncollinear magnetism in itinerant-electron systems: theory and applications // Advances In Physics. 1998. — Jan-Feb. Vol. 47, no. 1. Pp. 91−160.
  121. Ceperley D. Ground state of the fermion one-component plasma: A Monte Carlo study in two and three dimensions // Phys. Rev. B. 1978. — Oct. Vol. 18, no. 7. Pp. 3126−3138.
  122. Ceperley D. M., Alder B. J. Ground State of the Electron Gas by a Stochastic Method // Phys. Rev. Lett. 1980.-Aug. Vol. 45, no. 7. Pp. 566−569.
  123. Perdew J. P., Zunger A. Self-interaction correction to density-functional approximations for many-electron systems // Phys. Rev. B. 1981. —May. Vol. 23, no. 10. Pp. 5048−5079.
  124. Perdew J. P. Density-functional approximation for the correlation energy of the inhomogeneous electron gas // Phys. Rev. B. 1986. —Jun. Vol. 33, no. 12. Pp. 8822−8824.
  125. Perdew J. P. Erratum: Density-functional approximation for the correlation energy of the inhomogeneous electron gas // Phys. Rev. B. 1986. —Nov. Vol. 34, no. 10. P. 7406.
  126. Perdew J. P., Chevary J. A., Vosko S. H. et al. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation // Phys. Rev. B. 1992. — Sep. Vol. 46, no. 11. Pp. 6671−6687.
  127. Perdew J. P., Chevary J. A., Vosko S. H. et al. Erratum: Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation // Phys. Rev. B. 1993. — Aug. Vol. 48, no. 7. P. 4978.
  128. Perdew J. P., Wang Y. Accurate and simple analytic representation of the electron-gas correlation energy // Phys. Rev. B. 1992. — Jun. Vol. 45, no. 23. Pp. 13 244−13 249.
  129. Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Lett. 1996. — Oct. Vol. 77, no. 18. Pp. 3865−3868.
  130. Fuchs M., Scheffler M. Ab initio pseudopotentials for electronic structure calculations of poly-atomic systems using density-functional theory // Computer Physics Communications. 1999. — Jun. Vol. 119, no. 1. Pp. 67−98.
  131. Hott R. GW-approximation energies and Hartree-Fock bands of semiconductors // Phys. Rev. B. 1991, —Jul. Vol. 44, no. 3. Pp. 1057−1065.
  132. Rossler U., Bechstedt F. Quasiparticle corrections for energy gaps in semiconductors. 1992. Vol. 32. Pp. 161−177.
  133. Rohlfing M., Kriiger P., Pollmann J. Quasiparticle band-structure calculations for C, Si, Ge, GaAs, and SiC using Gaussian-orbital basis sets // Phys. Rev. B. 1993.-Dec. Vol. 48, no. 24. Pp. 17 791−17 805.
  134. Cubiotti G., Kucherenko Y., Yaresko A. at al. The effect of the atomic relaxation around defects on the electronic structure and optical properties of/3-SiC // J. Phys.: Condensed Matter. 1999. —Mar 15. Vol. 11, no. 10. Pp. 2265−2278.
  135. Anisimov V. I., Zaanen J., Andersen O. K. Band theory and Mott insulators: Hubbard U instead of Stoner I // Phys. Rev. B. 1991. — Jul. Vol. 44, no. 3. Pp. 943−954.
  136. Dudarev S. L., Botton G. A., Savrasov S. Y. et al. Electron-energy-loss spectra and the structural stability of nickel oxide: An LSDA+U study // Phys. Rev. B. 1998.-Jan. Vol. 57, no. 3. Pp. 1505−1509.
  137. Weber J., Alonso M. I. Near-band-gap photoluminescence of Si-Ge alloys // Phys. Rev. B. 1989.-Sep. Vol. 40, no. 8. Pp. 5683−5693.
  138. Rieger M. M., Vogl P. Electronic-band parameters in strained Siia-Gex alloys on Sii-yGey substrates // Phys. Rev. B. 1993, —Nov. Vol. 48, no. 19. Pp. 14 276−14 287.
  139. Korringa J. On the calculation of the energy of a bloch wave in a metal // Physica. 1947. Vol. 13, no. 6−7. Pp. 392−400.
  140. Kohn W., Rostoker N. Solution of the Schrodinger Equation in Periodic Lattices with an Application to Metallic Lithium // Phys. Rev. 1954. — Jun. Vol. 94, no. 5. Pp. 1111−1120.
  141. Morgan G. J. Bloch waves and scattering by impurities // Proc. Phys. Soc. London. 1966. Vol. 89, no. 564P. P. 365.
  142. Beeby J. L. Density of electrons in a perfect or imperfect lattice // Proc. Roy. Soc. London Series A-Mathematical And Physical Sciences. 1967. Vol. 302, no. 1468. P. 113.
  143. B. L. Gyorffy M. J. S. Band Structure Spectroscopy of Metals and Alloys // Ed. by L. M. d. W. D. J. Fabian. Academic, New York, 1972.
  144. Zeller R., Deutz J., Dederichs P. H. Application of complex energy integration to self-consistent electronic-structure calculations // Solid State Communications. 1982. Vol. 44, no. 7. Pp. 993−997.
  145. Papanikolaou N., Zeller R., Dederichs P. H. Conceptual improvements of the KKR method // J. Phys.: Condensed Matter. 2002.-Mar 25. Vol. 14, no. 11. Pp. 2799−2823.
  146. Kotani T., Akai H. KKR-ASA method in exact exchange-potential band-structure calculations // Phys. Rev. B. 1996. — Dec. Vol. 54, no. 23. Pp. 16 502−16 514.
  147. Skriver H. L. The LMTO Method. Springer, New York, 1984.
  148. Andersen O. K., Jepsen O., Glotzel D. Highlight of Condensed-Matter Theory // Ed. by F. edited by Bassani, F. Fumi, M. P. Tosi. North-Holland, Amsterdam, 1985. P. 59.
  149. Andersen O. K., Jepsen O., Sob M. Electronic Band Structur and Its Applications // Ed. by edited by M. Yussouff. Springer-Verlag, Berlin, 1986.
  150. Soven P. Coherent-Potential Model of Substitutional Disordered Alloys // Phys. Rev. 1967.-Apr. Vol. 156, no. 3. Pp. 809−813.
  151. Faulkner J. S., Stocks G. M. Calculating properties with the coherent-potential approximation // Phys. Rev. B. 1980.— Apr. Vol. 21, no. 8. Pp. 3222−3244.
  152. Jarrell M., Krishnamurthy H. R. Systematic and causal corrections to the coherent potential approximation // Phys. Rev. B. 2001. —Mar. Vol. 63, no. 12. Pp. 125 102−1-125 102−10.
  153. Rowlands D. A., Staunton J. B., Gyorffy B. L. Korringa-Kohn-Rostoker nonlocal coherent-potential approximation // Phys. Rev. B. 2003. —Mar. Vol. 67, no. 11. Pp. 115 109−1-115 109−9.
  154. Rowlands D. A., Staunton J. B., Gyorffy B. L. et al. Effects of short-range order on the electronic structure of disordered metallic systems // Phys. Rev. B. 2005.-Jul. Vol. 72, no. 4. Pp. 45 101−1-45 101−8.
  155. Faulkner J. S. The modern theory of alloys // Progress in Materials Science. 1982. Vol. 27, no. 1−2. Pp. 1 187.
  156. Dismukes J. P., Paff R. J., Ekstrom L. Lattice parameter + density in germanium-silicon alloys // Journal of physical chemistry. 1964. Vol. 68, no. 10. Pp. 3021−3027.
  157. Vegard L. The constitution of the mixed crystals and the filling of space of the atoms // Zeitschrift Fur Physik. 1921. — Apr-Jul. Vol. 5. Pp. 17−26.
  158. Chelikowsky J. R., Cohen M. L. Nonlocal pseudopotential calculations for the electronic structure of eleven diamond and zinc-blende semiconductors // Phys. Rev. B. 1976.-Jul. Vol. 14, no. 2. Pp. 556−582.
  159. Ortega J. E., Himpsel F. J. Inverse-photoemission study of Ge (100), Si (100), and GaAs (lOO): Bulk bands and surface states // Phys. Rev. B. 1993. — Jan. Vol. 47, no. 4. Pp. 2130−2137.
  160. Lautenschlager P., Garriga M., Vina L., Cardona M. Temperature dependence of the dielectric function and interband critical points in silicon // Phys. Rev. B. 1987.-Sep. Vol. 36, no. 9. Pp. 4821−4830.
  161. Vina L., Logothetidis S., Cardona M. Temperature dependence of the dielectric function of germanium // Phys. Rev. B. 1984.— Aug. Vol. 30, no. 4. Pp. 1979−1991.
  162. Hybertsen M. S., Louie S. G. Electron correlation in semiconductors and insulators: Band gaps and quasiparticle energies // Phys. Rev. B. 1986. — Oct. Vol. 34, no. 8. Pp. 5390−5413.
  163. Rideau D., Feraille M., Ciampolini L. et al. Strained Si, Ge, and SiixGex alloys modeled with a first-principles-optimized full-zone k ¦ p method // Phys. Rev. B. 2006.-Nov. Vol. 74, no. 19. Pp. 195 208−1-195 208−20.
  164. Mermin N. D. Thermal Properties of the Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. 1965.-Mar. Vol. 137, no. 5A. Pp. A1441-A1443.
  165. Gupta U., Rajagopal A. K. Inhomogeneous electron gas at nonzero temperatures: Exchange effects // Phys. Rev. A. 1980. — Jun. Vol. 21, no. 6. Pp. 2064−2068.
  166. Hubbard J. The magnetism of iron // Phys. Rev. B. 1979. —Mar. Vol. 19, no. 5. Pp. 2626−2636.
  167. Hasegawa H. Single-Site Functional-Integral Approach to Itinerant-Electron Ferromagnetism //J. Phys. Soc. Japan. 1979. Vol. 46, no. 5. Pp. 1504−1514.
  168. Gyorffy B. L., Pindor A. J., Staunton J. et al. A first-principles theory of ferromagnetic phase transitions in metals //J. Phys. F: Metal Phys. 1985. Vol. 15, no. 6. Pp. 1337−1386.
  169. Pickett W. E. Pseudopotential methods in condensed matter applications // Computer Physics reports. 1989. Vol. 9, no. 3. Pp. 115−197.
  170. Payne M. C., Teter M. P., Allan D. C. et al. Iterative minimization techniques for ab initio total-energy calculations: molecular dynamics and conjugate gradients // Rev. Mod. Phys. 1992. — Oct. Vol. 64, no. 4. Pp. 1045−1097.
  171. Ostanin S., Craven A. J., McComb D. W. et al. Effect of relaxation on the oxygen K-edge electron energy-loss near-edge structure in yttria-stabilized zirconia // Phys. Rev. B. 2000. —Dec. Vol. 62, no. 22. Pp. 14 728−14 735.
  172. Blochl P. E. Projector augmented-wave method // Phys. Rev. B. 1994.— Dec. Vol. 50, no. 24. Pp. 17 953−17 979.
  173. Kresse G., Furthmuller J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Phys. Rev. B. 1996. —Oct. Vol. 54, no. 16. Pp. 11 169−11 186.
  174. Kresse G., Joubert D. From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method // Phys. Rev. B. 1999. —Jan. Vol. 59, no. 3. Pp. 1758−1775.
  175. Teter M. P., Payne M. C., Allan D. C. Solution of Schrodinger’s equation for large systems // Phys. Rev. B. 1989. — Dec. Vol. 40, no. 18. Pp. 12 255−12 263.
  176. Bylander D. M., Kleinman L., Lee S. Self-consistent calculations of the energy bands and bonding properties of B12C3 // Phys. Rev. B. 1990. — Jul. Vol. 42, no. 2. Pp. 1394−1403.
  177. Press W. H., Flannery B. P., Teukolsky S., Vetterling W. T. Numerical Recipes. Cambridge University Press, New York, 1986.
  178. Monkhorst H. J., Pack J. D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. 1976.-Jun. Vol. 13, no. 12. Pp. 5188−5192.
  179. Liechtenstein A. I., Katsnclson M. I., Antropov V. P., Gubanov V. A. Local spin-density functional-approach to the theory of exchange interactions in ferromagnetic metals and alloys //J. Magn. Magn. Mat. 1987.— May. Vol. 67, no. 1. Pp. 65−74.
  180. Machintosh A. R., Andersen O. K. Electrons at the Fermi Surface // Ed. by M. Springford. Cambridge Univ. Press, London, 1980. P. 149.
  181. Shallcross S., Kissavos A. E., Meded V., Ruban A. V. An ab initio effective Hamiltonian for magnetism including longitudinal spin fluctuations // Phys. Rev. B. 2005.-Sep. Vol. 72, no. 10. Pp. 104 437−1-104 437−8.
  182. Bruno P. Exchange Interaction Parameters and Adiabatic Spin-Wave Spectra of Ferromagnets: A «Renormalized Magnetic Force Theorem» // Phys. Rev. Lett. 2003.-Feb. Vol. 90, no. 8. Pp. 87 205−1-87 205−4.
  183. Landau D. P., Binder K. A Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics. Cambridge University, 2000.
  184. Pajda M., Kudrnovsky J., Turek I. et al. Oscillatory Curie Temperature of Two-Dimensional Ferromagnets // Phys. Rev. Lett. 2000.— Dec. Vol. 85, no. 25. Pp. 5424−5427.
  185. Metropolis N., Rosenbluth A. W., Rosenbluth M. N. at al. Equation of state calculations by fast computing machines // Journal of Chemical Physics. 1953. Vol. 21, no. 6. Pp. 1087−1092.
  186. Binder К. Finite size scaling analysis of ising model block distribution functions // Zeitschrift fiir Physik В Condensed Matter. 1981. Vol. 43. Pp. 119−140. 10.1007/BF01293604.
  187. Cotton F. Chemical applications of group theory. Wiley, N.Y., 1990.
  188. С. Метод молекулярных орбиталей. Москва: Мир, 1983.
  189. А., Уонг К. Поверхность Ферми. Атомиздат, Москва, 1978.
  190. Е. Г., Антонов В. Е., Белаш И. Т. Свойства фаз высокого давления в системах металл водород // Успехи физических наук. 1982. Т. 137, № 8. С. 663−705.
  191. А. 3., Покровский В. JI. Флуктуационная теория фазовых переходов. Наука, Москва, 1982.
  192. Ма Ш. Современная теория критических явлений. Мир, Москва, 1980.
  193. Ю. А., Скрябин Ю. Н. // Статистическая механика магнито-упорядоченных систем. Наука, Москва, 1987.
  194. В. Л. Разрушение дальнего порядка в одномерных и двумерных системах с непрерывной группой симметрии // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 1970. Т. 59. С. 907−920.
  195. J. М., Thouless D. J. Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems //J. Phys. C: Solid State Phys. 1973. Vol. 6, no. 7. Pp. 1181−1203.
  196. Kosterlitz J. M. The critical properties of the two-dimensional xy model // J. Phys. C: Solid State Phys. 1974. Vol. 7, no. 6. Pp. 1046−1060.
  197. Jose J. V., Kadanoff L. P., Kirkpatrick S., Nelson D. R. Renormalization, vortices, and symmetry-breaking perturbations in the two-dimensional planar model // Phys. Rev. B. 1977.-Aug. Vol. 16, no. 3. Pp. 1217−1241.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!