高均匀性薄层 (Ga,Mn)As 中的立方各向异性
材料科学
2018-05-09 v2
摘要
历史上,对稀磁半导体(如 p 型 (Cd,Mn)Te 和 (Ga,Mn)As)的广泛研究,为定量理论描述固体中与自旋轨道相互作用相关的效应(如晶态磁各向异性)铺平了道路。特别是,该理论成功解释了与双轴应变和外延 (Ga,Mn)As 层中磁性二聚体非随机形成相关的单轴磁各向异性。然而,在立方项的情况下,情形似乎远未确定:理论预测易轴会在面内 ⟨100⟩ 和 ⟨110⟩ 方向之间随空穴浓度发生切换,而实验上仅观察到 ⟨100⟩ 取向。在此,我们报道通过一系列高结晶质量 (Ga,Mn)As 薄膜的磁化和铁磁共振研究观察到此类切换。我们用平均场 p-d Zener 模型并增补三个新要素来描述我们的发现。第一个是空穴态密度的散射展宽,它显著减小了交变载流子诱导贡献的幅度。这为另外两个要素开辟了道路,即迄今被忽略的单离子磁各向异性和无序驱动的非均匀载流子密度,二者均有利于表观易轴的 ⟨100⟩ 方向。然而,根据我们的结果,当无序减小时,在特定温度和空穴浓度范围内可能切换至 ⟨110⟩ 取向。
引用
@article{arxiv.1802.00076,
title = {Cubic anisotropy in high homogeneity thin (Ga,Mn)As layers},
author = {M. Sawicki and O. Proselkov and C. Sliwa and P. Aleshkevych and J. Z. Domagala and J. Sadowski and T. Dietl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.00076},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 9 figures