(Ga,Mn)As 体系中Mn自补偿效应的第一性原理研究

基于密度泛函理论的赝势平面波方法计算了处于填隙位置磁性原子(MnI)对(Ga,Mn) As体系电子结构和磁性的影响. 计算结果表明MnI在GaAs中是施主；代替Ga位的MnGa 与MnI的自旋按反铁磁序排列；静电相互作用使MnGa，MnI倾向于形成MnGa_MnI对. MnI的存在一方面补偿了(Ga,Mn)As中的空穴，降低了空穴浓度；同时还使邻近的MnG a失活. MnI的存在对获得高居里温度的(Ga,Mn)As是极为不利的. 关键词： (Ga Mn)As 稀磁半导体 密度泛函理论     

Curie温度附近稀磁半导体(Ga,Mn)As的电学噪声谱性质

建立了自发噪声谱测量系统来研究稀磁半导体（Ga,Mn）As的电学噪声性质.通过测量（Ga,Mn）As材料的自发噪声谱,发现（Ga,Mn）As的自发涨落会随温度升高而逐渐增大,同时,外加磁场会降低（Ga,Mn）As的自发涨落,这来源于外加磁场导致的（Ga,Mn）As磁畴部分有序化.此外,不同频率的噪声随温度的变化规律有很大差异：当频率低于30 kHz的时候,噪声谱和温度的变化关系和热噪声很相似,但数值上明显大于热噪声的值;当频率在30 kHz左右的时候,噪声大小和温度成线性关系;当频率大于30 kHz以后,在相变点附近噪声大小和温度的关系出现了明显的转折,高频高温噪声的大小和热噪声的理论值非常接近.这些结果有助于深入理解（Ga,Mn）As磁性起源的物理机制. 关键词： 自旋电子学 稀磁半导体 自发涨落谱     

(Ga,Mn)As中电流诱导自旋极化的磁光Kerr测量

在GaAs吸收带边附近, 利用磁光Kerr效应测量了(Ga,Mn)As和p-GaAs样品的电流诱导Kerr旋转谱和反射谱, 两者都呈现出Lorentz曲线形状. 电流诱导Kerr旋转角和反射率随着电流的增大而增大, Kerr角与电流的大小成正比关系, 反射率与电流的平方成正比关系. (Ga,Mn)As的Kerr旋转角比p-GaAs的大了一个数量级, 这说明Mn原子的掺杂使得电流诱导的自旋极化增强. 另外, 还测量了温度和入射光偏振方向对电流诱导Kerr旋转谱和反射谱的影响. 发现随着温度的升高, Kerr谱和反射谱均向长波方向移动, 这与GaAs带边随温度的变化是一致的.     

室温下(Ga,Mn)As中载流子的自旋弛豫特性

运用飞秒时间分辨抽运-探测克尔光谱技术,研究了室温下退火及未退火(Ga,Mn)As的载流子自旋弛豫的激发能量密度依赖性,发现电子自旋弛豫时间随激发能量密度增加而增大,而在同一激发能量密度下,退火样品比未退火样品具有更短的载流子复合时间、电子自旋弛豫时间和更大的克尔转角,显示DP机理是室温下(Ga,Mn)As的电子自旋弛豫的主导机理.退火(Ga,Mn)As的超快克尔增强效应显示其在超高速全光自旋开关方面的潜在应用价值,也为(Ga,Mn)As铁磁性起源的p-d交换机理提供了证据. 关键词： (Ga Mn)As稀磁半导体 时间分辨克尔光谱 电子自旋弛豫 DP机理     

(GaMn)As体系中Mn无序对其电子结构及磁性影响的第一性原理研究

关键词：     

稀磁半导体(Ga,Mn)As薄膜激光诱导超快磁化动力学过程拟合方法探究

本文对稀磁半导体(Ga, Mn)As薄膜中超快激光诱导磁化动力学响应信号的不同拟合方法进行了对比分析. 通过Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程的数值拟合发现, 由于薄膜平面内和平面外磁光响应强度不同, 磁矢量三维进动的叠加可以导致多个频率振动模式的假象. 当使用高于(Ga, Mn)As带边的能量激发时, 磁化进动的磁光响应信号中叠加着来自光极化载流子的响应, 此时单纯利用LLG方程对薄膜整体磁化动力学过程拟合应谨慎使用. 本工作为正确分析和理解脉冲激光对(Ga, Mn)As铁磁性的超快调控提供了拟合方法上的指导.     

Ⅱ-Ⅵ族稀磁半导体Cd_(1-x)Mn_xTe/Cd_(1-y)Mn_yTe超晶格的光调制反射谱的研究

本文报道用分子束外延（ＭＢＥ）技术生长的Ｃｄ１－ｘＭｎｘＴｅ／Ｃｄ１－ｙＭｎｙＴｅ超晶格样品在８０Ｋ下的光调制反射谱实验结果。观测到１１Ｈ、２２Ｈ、３３Ｈ和１１Ｌ等激子跃迁结构。计及晶格失配导致的应力效应，对子能级结构进行了理论计算。实验结果与理论计算符合较好。     

Mn掺杂对ZnO∶Mn薄膜结构特性的影响

利用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上室温沉积了一系列不同Mn掺杂的ZnO∶Mn薄膜。结合Raman光谱,XRD谱和SEM分析了ZnO∶Mn薄膜的结构特性。Raman拟合结果显示,在Mn摩尔分数从0增加到5.6%的过程中,ZnO∶Mn薄膜始终保持着六角纤锌矿结构;随着Mn掺杂浓度的增大,437 cm-1和527 cm-1位置上的Raman散射峰出现红移现象,说明Mn掺杂量的增加导致晶格更加无序,缺陷增多;当Mn摩尔分数达到15.8%时,647 cm-1处的Raman散射峰出现,暗示了MnO的产生,同时薄膜结晶质量变差。这一结论也得到了XRD和SEM结果的支持。     

高质量稀磁半导体(Ga,Mn)Sb单晶薄膜分子束外延生长

理论预言窄禁带稀磁半导体(Ga,Mn)Sb及其异质结构可能存在量子反常霍尔效应等新奇特性, 近年来受到了特别关注. 但是, 由于(Ga,Mn)Sb薄膜生长窗口窄, 纯相(Ga,Mn)Sb薄膜制备比较困难, 迄今关于这类材料的研究报道为数不多. 本文采用低温分子束外延的方法, 通过优化生长条件, 成功制备出厚度为10 nm, Mn含量在0.016至0.039之间的多组(Ga,Mn)Sb薄膜样品. 生长过程中反射式高能电子衍射原位监测和磁性测量都表明没有MnSb等杂相的偏析, 同时原子力显微镜图像表明其表面形貌平滑, 粗糙度小. 通过生长后退火处理, (Ga,Mn)Sb薄膜的最高居里温度达到30 K. 此外, 本文研究了霍尔电阻和薄膜电阻随磁场的变化关系, 在低温下观测到明显的反常霍尔效应.     

A Green＇s function model for ferromagnetism and spin excitations of （Ga,Mn）As diluted magnetic semiconductors

We study (Ga, Mn)As diluted magnetic semiconductors in terms of the Ruderman--Kittel--Kasuya--Yosida quantum spin model in Green's function approach. Random distributions of the magnetic atoms are treated by using an analytical average of magnetic configurations. Average magnetic moments and spin excitation spectra as functions of temperature can be obtained by solving self-consistent equations, and the Curie temperature T_C is given explicitly. T_C is proportional to magnetic atomic concentration, and there exists a maximum for T_C as a function of carrier concentration. Applied to (Ga, Mn)As, the theoretical results are consistent with experiment and the experimental T_C can be obtained with reasonable parameters. This modelling can also be applied to other diluted magnetic semiconductors.     

First-Principles Studies for the Electronic Structures of Diluted Magnetic Semiconductors (Ga, Fe)As

First-principles LMTO-ASA band calculations are performed for Ga1-xFexAs (x = 1, 1/4, 1/8) by assuming supercell structures. It is found that the antiferromagnetic (AFM) state is stable for x = 1/4. For x = 1/8, ferromagnetic(FM) state is more stable than AFM state, and no stable magnetic state exists for x = 1. In both the cases the magneticmoments of As and Ga atoms are parallel to those of the nearest Fe atoms due to the p-d hybridization. Further, theband structure shows rather localized Fe 3d state in the gap, and the parallel polarization is confined rather in thevicinity of Fe site.     

First-Principles Studies for the Electronic Structures of Diluted Magnetic Semiconductors （Ga, Fe）As

First-principles LMTO-ASA band calculations are performed for Ga1-xFezAs (x = 1, 1/4, 1/8) by assuming supercell structures. It is found that the antiferromagnetic (AFM) state is stable for x = 1/4. For x = 1/8, ferromagnetic (FM) state is more stable than AFM state, and no stable magnetic state exists for x = 1. In both the cases the magnetic moments of As and Ga atoms are parallel to those of the nearest Fe atoms due to the p-d hybridization. Fhrther, the band structure shows rather localized Fe 3d state in the gap, and the parallel polarization is confined rather in the vicinity of Fe site.     

稀磁半导体(Ga1-xFex)As的电子结构,磁性及其稳定性的第一性原理研究

采用基于第一性原理的紧束缚近似线性muffin-tin轨道(TB-LMTO-ASA)的方法,在原子球近似的基础上计算了均匀掺杂的稀磁半导体(Ga1-xFex)As在各掺杂浓度下(x=1,1/2,1/4和1/8)的总能量,由能量最低原理得到其在各稳定点的晶格常数,磁性及相应态密度.计算结果表明了(Ga1-xFex)As的晶格常数随掺杂浓度的增大而减小,在各掺杂浓度下(除x=1)样品都是反铁磁态的,Fe 3d和As 4p之间杂化是引起样品电子结构和磁性变化的主要原因.     

(Cu,Al)掺杂ZnO薄膜表面处缺陷的拉曼光谱研究

采用电感耦合等离子体增强物理气相沉积法制备了(Cu,Al)掺杂ZnO薄膜,超导量子干涉磁强计测试结果表明,薄膜具有室温的铁磁性。采用激光共聚焦拉曼(Raman)光谱研究了(Cu,Al)掺杂ZnO薄膜的表面特性,以两种处理方式对薄膜进行了Raman光谱测试:共聚焦模式从薄膜表面开始至不同深度处进行测试;对薄膜样品进行预处理加工,采用面扫描模式在薄膜平面对(Cu,Al)掺杂ZnO薄膜的斜面进行测试。分析了Raman光谱A₁(LO)峰的中心位置和强度变化,结果表明,界面处晶格应力和缺陷明显增强。这些晶格畸变和点缺陷的存在会对体系的铁磁性有促进作用。     

X射线吸收谱对Ga0.946Mn0.054As薄膜中缺陷的研究

采用低温分子束外延法(LT-MBE)制备出Ga_0.946Mn_0.054As稀磁半导体(DMS)薄膜.通过X射线吸收谱(XAS)研究影响Ga_0.946Mn_0.054As薄膜性质的主要缺陷Mn间隙原子(Mn_I)和As反位原子(As_Ga).实验结果表明,在较低生长温度(T_S=200℃)下Ga_0.946Mn_{0.054 关键词： 0.946}Mn_0.054As稀磁半导体')" href="#">Ga_0.946Mn_0.054As稀磁半导体 X射线吸收谱 As反位缺陷 Mn间隙原子     

第一原理计算稀磁半导体(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构

用紧束缚近似线性Muffin-tin轨道的方法计算了稀磁半导体(In1-xMnx)As(x=1/2,1/4和1/8)的晶格常数,磁性和电子结构.给出了Mn掺杂浓度的变化对(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构的影响.