Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Mikroskopická analýza teorií valenčního a příměsového pásu polovodiče (Ga,Mn)As

Na základě výpočtů elektronové struktury (Ga,Mn)As s různou koncentrací Mn jsme objasnili charakter elektronových stavů Mn, který byl předmětem mnohaletého sporu o to, zda Fermiho mez leží v příměsovém nebo vlastním valenčním pásu. Ukázali jsme, že při typických koncentracích Mn ve ferromagnetických materiálech žádný příměsový pás nevzniká a že závislost Fermiho meze na koncentraci Mn je ve shodě s pozorovaným modrým posuvem např. v infračerveném absorpčním spektru.
Zároveň jsme na mikroskopické úrovni simulovali jednotlivé modely příměsového pásu a ukázali, že jejich hlavním nedostatekem je vnitřní nekonsistence, totiž zanedbání rychlého rozšiřování příměsového pásu při rostoucí koncentraci Mn. Důsledkem je zanoření příměsových stavů do valenčního pásu již při malých koncentracích Mn a razantní zúžení zakázaného pásu, které se nepozoruje.

J. Mašek, F. Máca, J. Kudrnovský, O. Makarovsky, L. Eaves, R. P. Campion, K. W. Edmonds, A. W. Rushforth, C. T. Foxon, B. L. Gallagher, V. Novák, Jairo Sinova, T. Jungwirth: Microscopic Analysis of the Valence Band and Impurity Band Theories of (Ga,Mn)As, Phys. Rev. Lett 105 (2010) 227202.

Copyright © 2008-2010, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.