稀磁半导体中的铁磁性——广义RKKY相互作用和自旋波激发

我们使用i) 基于单杂质的广义RKKY方法（超越了线性响应理论）和ii) 在磁性杂质的（纯费米子）Hubbard模型表示中的平均场加自旋涨落(MF+SF)方法，研究了稀磁半导体中载流子介导的铁磁性，该方法包含了有序态中有限频率自旋关联相关的动力学效应。由于载流子自旋极化幅度与其振荡长度尺度之间的竞争，发现铁磁自旋耦合相对于空穴掺杂浓度和杂质-载流子自旋耦合能$J$（或等价地$U$）都是最优的。在自旋涨落理论中确定的铁磁转变温度$T_c$与观察到的$T_c$值密切对应。磁性杂质的位置无序导致高能磁振子模式显著硬化。我们还明确研究了平均场铁磁态的稳定性/不稳定性，这突出了竞争的反铁磁相互作用导致自旋扭曲和非共线铁磁有序的作用。