单层 Mn 掺杂于 GaAs 量子阱：具有量子涨落的铁磁体

尽管在 Mn 掺杂 GaAs 中的 delta 掺杂异质结构（Mn 层间距较大）实现了最高的铁磁转变温度，但在缺乏磁各向异性的情况下，Mermin-Wagner 定理表明单平面磁性离子无法形成铁磁有序。我们采用 Heisenberg 模型表明，与在体块 Mn 掺杂 GaAs 中由于轻带质量与重带质量差异导致的磁盘担忧和转变温度抑制机制相同，单层 Mn 掺杂于 GaAs 量子阱的铁磁有序可被稳定化。这以量子涨落的代价为代价，这些涨落抑制了有序磁矩达到完全饱和铁磁体的水平。通过比较 Heisenberg 模型与 Kohn-Luttinger 模型的预测，我们得出结论：当 Mn 浓度较大时，Heisenberg 描述会失效，但在 Mn 浓度较小的弱耦合极限下，描述效果良好。该比较使我们能够估算量子阱中量子涨落的规模。