稀磁半导体多层膜 Ga$_{1-x}$Mn$_x$As/GaAs:Be 中载流子介导的反铁磁层间交换耦合

我们利用中子反射法研究了由非磁性 Be 掺杂 GaAs 间隔层分隔的 Ga$_{0.97}$Mn$_{0.03}$As 铁磁半导体层之间的层间交换耦合。在 Ga$_{0.97}$Mn$_{0.03}$As 的居里温度以下测量的极化中子反射率显示，在对应于两倍多层周期的波矢处出现特征分裂，表明铁磁层之间的耦合是反铁磁 (AFM) 的。当外加场增加到高于饱和场时，这种 AFM 耦合被抑制。当间隔层未掺杂时，未观察到这种行为，表明观察到的 AFM 耦合是由通过 Be 掺杂引入的载流子介导的。通过直流磁强计测量的多层膜的磁化行为与中子反射法结果一致。