DC transportní vlastnosti feromagnetických polovodičů na bázi (Ga,Mn)As

T. Jungwirth, Jairo Sinova, K.Y. Wang, K.W. Edmonds, R.P. Campion, B.L. Gallagher, C.T. Foxon, Qian Niu, A.H. MacDonald

Studovali jsme DC transportní vlastnosti rozředěných magnetických polovodičů na bázi (Ga,Mn)As. Koncentrace manganu se měnila v rozmezí 1.5% až 8%. Jak diagonální, tak i hallovská složka tenzoru vodivosti silně závisí na magnetickém stavu těchto polovodičů. Pro diskusi o datech o transportu, naměřených při nízkých teplotách, využíváme teoretického kvazičásticového modelu pásových děr, jejich konečná spektrální šířka je způsobena elastickým rozptylem na manganu a na kompenzačních defektech. Teoretické výsledky jsou v dobré shodě s naměřeným anomálním Hallovým jevem a s daty pro anizotropní podélnou magnetorezistenci. Pokud jde o míru tohoto kvantitativního porozumění DC magnetotransportním jevům v (Ga,Mn)As, nemá náš model v itinerantních feromagnetických systémech obdoby [1].

Experimentální koeficienty AMR (plné symboly) a teoretická data získaná za předpokladu kompenzace As "antisite" defekty (slabě šrafované symboly) a Mn intersticiálními defekty (silně šrafované symboly).
Zde, AMR_op = [σ_xx(M || ẑ ) - σ_xx(M || x̂ )] / σ_xx(M || x̂ ), AMR_ip = [σ_xx(M || ŷ ) - σ_xx(M || x̂ )] / σ_xx(M || x̂ ).

[1] T. Jungwirth, Jairo Sinova, K.Y. Wang, K.W. Edmonds, R.P. Campion, B.L. Gallagher, C.T. Foxon, Qian Niu, A.H. MacDonald: DC-transport properties of ferromagnetic (Ga,Mn)As semiconductors: Appl. Phys. Lett. 83, 320 (2003): doi:10.1063/1.1590433