低密度过渡金属杂质半导体中的杂质间及杂质 - 宿主磁关联
强关联电子
2009-11-13 v1 材料科学
摘要
关于低掺杂绝缘相 (Ga,Mn)As 的实验显示了在价带上方 110 meV 处存在杂质带的证据。本文的动机是研究杂质带在决定稀磁半导体低掺杂体系磁关联中的作用。为此，我们展示了利用 Hirsch-Fye 量子蒙特卡洛（QMC）算法获得的半导体宿主中过渡金属杂质的 Haldane-Anderson 模型结果。具体而言，我们展示了具有二次能带色散关系的二维和三维半导体中的杂质 - 杂质及杂质 - 宿主磁关联结果。此外，我们利用紧束缚近似及实验确定的参数，获得了 GaAs 中 Mn 杂质的宿主能带结构和杂质 - 宿主杂化。当化学势位于价带顶与杂质束缚态（IBS）之间时，杂质表现出最长程的铁磁（FM）关联。我们表明，这些铁磁关联是由宿主电子自旋与杂质磁矩的反铁磁耦合产生的。最后，通过将 QMC 技术与紧束缚方法相结合，我们计算出 GaAs 中 Mn 杂质的 IBS 能量为 100 meV，这与 110 meV 的实验值一致。
引用
@article{arxiv.0806.0095,
title = {Inter-impurity and impurity-host magnetic correlations in semiconductors with low-density transition-metal impurities},
author = {Yoshihiro Tomoda and Nejat Bulut and Sadamichi Maekawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:0806.0095},
year = {2009}
}
备注
12 pages, 16 figures