多带紧束缚近似下铁磁性 GaMnAs 的电子与光学性质

我们利用两种现实的紧束缚模型（一种由 Tang 和 Flatte 提出，另一种由 Masek 提出），研究了零温下铁磁性块体 GaMnAs 的电子性质。具体而言，我们研究了态密度、费米能、逆参与比以及随杂质浓度$x=0.01-0.15$变化的光学电导率。结果对关于 Mn 杂质在位矩阵元和跃迁矩阵元的假设非常敏感。对于低浓度$x<0.02$，Masek 模型仅显示出与空穴数增加的 p 型掺杂 GaAs 情况有微小偏差，而在 Tang 和 Flatte 模型中则形成了杂质能带。对于较高的浓度$x$，Masek 模型在我们研究的性质上仅表现出微小的定量变化，而 Tang 和 Flatte 模型的结果则表现出定性变化，包括接近能带边缘的本征态强局域化。这两种方法之间的差异在光学电导率中尤为明显：Masek 模型在零频率处显示出 Drude 峰，而在 Tang 和 Flatte 模型中未观察到此类峰。有趣的是，尽管两个模型在定性上存在差异，但计算得出的两个模型的有效光学质量均在自由电子质量的$0.4-1.0$范围内，彼此相似。