V tomto článku představujeme teorii anomálního Hallova jevu ve feromagnetických polovodičích typu (III,Mn)V. Naše teorie uvádí anomální hallovskou vodivost homogenního feromagnetu do vztahu s Berryho fází, jíž nabude vlnová funkce kvazičástice, pokud tato kvazičástice prochází na spinově rozdělené Fermiho ploše uzavřené trajektorie. Skutečnost, že mezi naší teorií a experimentálními daty existuje jak v (In, Mn)As, tak i v (Ga, Mn)As kvantitativní shoda, vede k hypotéze, že tento na míře neuspořádanosti nezávislý příspěvek k anomální Hallově vodivosti v rozředěných magnetických polovodičích dominuje. Úspěch tohoto modelu při aplikaci k materiálům (III, Mn)V je v dlouhodobém úsilí porozumět původu anomálního Hallova jevu v itinerantních feromagnetech bezprecedentní [1].
Plně numerické simulace vodivosti σAH pro systémy na bázi GaAs (horní část obrázku), InAs (spodní část obrázku) a AlAs (vložený obrázek). Hustoty děr jsou p = 0.1 nm-1 (tečkovné čáry), p = 0.2 nm-1 (přerušované čáry) a p = 0.35 nm-1 (plné čáry). Efektivní pole h zodpovídá za rozštěpení valenčního pásu v důsledku výměnné interakce s polarizovanými momenty Mn. Plná kolečka v horní i spodní části obrázku představují výsledky měření anomálního Hallova jevu [2, 3, 4]. Nasycené hodnoty h v těchto dvou bodech jsou stanoveny na základě nominálních parametrů vzorků [2, 3, 4]. Vodorovné úsečky (error bars) odpovídají experimentální chybě ve vazební konstantě Jpd. Experimentální děrová hustota je ve vzorku z (Ga, Mn)As p = 0.35 nm-1 ; u vzorku z (In, Mn)As byla hodnota p = 0.1 nm-1 stanovena nepřímo na základě teploty přechodu.
[1] T. Jungwirth, Qian Niu, and A. H. MacDonald:
Phys. Rev. Lett. 88, 207208 (2002),
doi:10.1103/PhysRevLett.88.207208
[2] H. Ohno et al., Phys. Rev. Lett. 68, 2664 (1992).
[3] F. Matsukura et al., Phys. Rev. B 57, R2037 (1998).
[4] H. Ohno, J. Magn. Magn. Mater. 200, 110 (1999).
Copyright © 2008-2010, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
