Электрон-магнонное взаимодействие и спектр элементарных возбуждений в ферромагнитных полупроводниках

• Автор: Ирхин, Валентин Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 141 c. : ил

О Г Л А В Л Е И И Е

ГЛАВА I. 5 - ^ обменная модель и общая картина спектра элементарных возбуждений в ферромагнитных полупроводниках
ГЛАВА 2. Электронные состояния в невырожденных ферромагнитных полупроводниках при низких температура}':.
§1. Точное представление одноэлектронных функций Грина 21 §2. Линейное приближение по числам заполнения магнонов. Спектр и затухание электронов проводимости... 27 §3. Плотность состояний и спиновая поляризация электронов проводимости
54. Вывода
ГЛАВА 3. Электронные состояния в вырожденных ферромагнитных полупроводниках при низких температурах.

§1. Разложение одноэлектронных функций Грина

§2. Температурная зависимость электронного спектра и

затухания
§3. Температурная зависимость плотности состояний и спиновая поляризация в вырожденном ферромагнитном

полупроводнике

§4. Выводы
ГЛАВА 4. Носители тока в узкозонном хаббардовском ферромагнетике.
§1. Вычисление одночастичных функций Грина
52. Спектр, затухание и плотность состояний носителей
тока
§3. Вывода
ГЛАВА 5. Примесные уровни в ферромагнитных полупроводниках.
§1. Температурная зависимость энергии примесного уровня
в спин-волновой области
§2. Мелкие примесные уровни при высоких температурах... 73 §3. Примесные уровни промежуточной глубины при высоких
температурах
§4. Выводы
ГЛАВА 6. Спиновые волны в ферромагнитных полупроводниках.
§1. Разложение магнонной функции Грина
52. Затухание спиновых волн
§3. Температурная зависимость-константы спиновой
жесткости
§4. Оптический магнон
§5. Спиновые волны в узкозонном хаббардовском
ферромагнетике
§6. Спиновые волны в узкозонной $ - с( модели
§7. Выводы
Глава 7. 5- оС (£) рассеяние в ферромагнитных полупроводника::
'при низких температурах.
§1. Вариационный принцип
§2. Амплитуда рассеяния и эффективный гамильтониан
§3. Рассеяние на немагнитных примесях
54. Вывода
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В настоящее время физика магнитных полупроводников является быстро развивающейся областью физики твердого тела. Интерес к этим веществам обусловлен прежде всего их уникальными физическими свойствами, которые находят все большее практическое применение. Важнейшая особенность ферромагнитных полупроводников состоит в сильном взаимодействии носителей тока с локализованными магнитными моментами частично заполненных -оболочек магнитных
ионов. Наличие взаимодействующих магнитной и электронной подсистем открывает широкие возможности для создания новых материалов с разнообразными кинетическими, магнитными и оптическими свойствами. С другой стороны, магнитные полупроводники оказываются чрезвычайно удобным объектом для фундаментальных теоретических исследований. Это связано с тем, что для редкоземельных магнитных полупроводников С в отличие, например, от переходных с1 -металлов) может быть сформулирована достаточно простая микроскопическая модель, которая дает не только качественное, но и, по-видимому,
существование двух автономных электронных систем: системы локалиопределяющей магнитные свойства вещества, и системы подвижных электронов, которые определяют кинетические свойства. Между двумя группами электронов существует обменное взаимодействие, характеВажный класс ферромагнитных полупроводников, к которым прихорошее количественное описание. Такой моделью является -обменная модель Шубина и Вонсовского [1-3] • В ней предполагается
зованных -электронов, описываемой моделью Гейзенберга и
ризуемое в хорошем приближении $-сі (“|) -обменным интегралом
менима обменная модель, составляют халькогениды европия.
Его типичными представителями являются и • Эффективная ширина энергетической зоны проводимости V/ в этих
менима
Отметим, что при переходе к невырожденному случаю )
учет высших порядков по числам заполнения магнонов несколько видоизменяет полученные в главе 2 формулы 12.44') ,12.50). Однако прежние оценки 12.45) при этом не изменяются.
Интегрирование в с3.29) для квадратичного закона дисперсии
условии
/<^я= ст/») 'А
дает
И/и-4- . .А С1)%ФГМ? Ш*
I Ш Ч6ь
13.31)
где функция Ф(х,у) определяется выражением
СО 3/,
( %/хс11 г I
сры,-#) = (е1)] -*-4| £
X ^ - ^ + е*
. е~х р
, ^ , ^-2 J 0 I3.32)
1 + С 1 ~ £
Для квазичастиц на поверхности Ферми [ /■£*-£>(<* Г ) находим
т т о а. eг-i
и мы получаем
Л 3
/ I / 1 т