Влияние носителей заряда на релаксацию магнитных ионов в магнитных полупроводниках

• Автор: Виглин, Николай Альфредович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 111 c. : ил

I. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАГНИТНЫХ

ПОЛУПРОВОДНИКОВ Ей О И (ОБЗОР)'

1.1. Основные физические свойства Ей О

1.2. Основные физические свойства Z/gGl Ъе^

1.3. Процессы спиновой релаксации в магнитно концентрированных соединениях

1.4. Q -фактор ъЕиО и

1.4.1. -фактор в Ей О

1.4.2. Q -фактор вН^Сф*.,

1.5. Ширина линии магнитного резонанса при ферромагнитном упорядочении

'2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Измерение электропроводности образцов

2.2. Методика измерений ЭПР
2.3. Методика измерений ФМР
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭПР В МОНООКСИДЕ ЕВРОПИЯ
3.1. Зависимость электропроводности ЕиО от степени легирования и отклонения
состава от стехиометрического
3.2. Температурная зависимость параметров
ЭПР в ЕиО
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭПР В СЕДЕНОХРОМИТЕ РТУТИ
4.1. Электропроводность в зависимости
от степени легирования и дефектности кристаллических подрешеток

4.2. Исследование температурной зависимости
ширины линии ЭПР
5. ИССЛЕДОВАНИЯ ФМР В СМЕНОХРОМИТЕ РТУТИ
5.1. Исследования ширины линии ФМР в
5.2. Исследования угловой зависимости
резонансного поля ФМР в Н%СГгЬ<>ч
ЗАШНЕШЕ
ЛИТЕРАТУРА

Класс соединений - магнитные полупроводники (МП) - сочетает в себе свойства полупроводников и сильных магнетиков. Это обстоятельство вызывает пристальный интерес исследователей к МП. Интерес этот не только академический как к объекту с необычным сочетанием физических свойств .изучая которые можно глубже понять природу магнитных и полупроводниковых свойств веществ. Второй,пожалуй,более важной причиной,стимулирующей внимание к МП,является возможность практических применений этих соединений в технике. Уже сейчас,на данном этапе исследований использование МП позволяет не только улучшить некоторые уже известные устройства,но и создать совершенно новые,основанные на таких уникальных свойствах,как переход изолятор-металл,огромное магнетосопротивление,сильный температурный сдвиг края оптического поглощения,гигантские магнитооптические эффекты и некоторые другие.
Одной из самых интересных возможностей,открывающихся при использовании МП,является реализация активного электрон-магнонного взаимодействия (ЭМВ),при котором энергия из электронной подсистемы передается в магнитную. С самых общих позиций ясно,что одновременное наличие в веществе магнитной подсистемы и подсистемы носителей заряда с высокой подвижностью,характерной для полупроводников, должно накладывать особенности на физические свойства такого вещества по сравнению с обычными магнитными и полупроводниковыми материалами. Действительно,исследования МП,проводившиеся в течение ряда лет,показали,что большинство уникальных свойств этих соединений обязаны взаимодействию магнитной и электронной подсистем. Б основе описания взаимодействия подсистем локализованных спинов и электронов проводимости лежит Б-с! модель С.В.Вонсовско-го /I/. В частности,возможность реализации активного Ж также основывается на сильной 5-с1 обменной связи электронов проводимое-

нию с числом фононов с энергией кТ ,гдеТ -температура исследований. Поэтому вероятность прямых однофононных процессов также ничтожна в сравнении с вероятностью процессов с участием двух фононов с энергиями и , такими,что и к, кт /12/.
Однако,однофононные процессы при высоких температурах все же возможны. Очевидно,что если в релаксационных переходах в каждом акте могут участвовать фононы с энергией ЬО близкой к кТ,то вероятность прямых линейных по температуре процессов возрастает. Подобный механизм впервые наблюдался для ионов хрома в рубине /49/ и было обнаружено,что фононная модуляция обменных (изотропных или антисимметричных) взаимодействий может индуцировать переходы между уровнями отдельных пар ионов,расщепленных на величину 0 близкую к кТ . Тогда в однофононных процессах релаксации могут участвовать фононы с энергией~ У .концентрация которых на много порядков выше концентрации фононов с энергией ^//6Н.На рис.3.6 изображена схема обменного расщепления уровней пары ионов со спином 1/2 /19/. Видно,что в прямых процессах могут участвовать фононы с энергией ~ У
Подобные взаимодействия могут возникать в веществах с изотропным обменным взаимодействием,если среди магнитных ионов можно выделить пары или ионы находятся не в £ -состоянии со спином большим 1/2 /13,49,50,51/. Этот механизм иногда играет превалирующую роль,если ионы матрицы наряду с изотропным обменным взаимодействием связаны и сильным антисимметричным взаимодействием Дзяй лошинского-Мория,фононная модуляция которого может привести к релаксации, как, например в С«(НС00)2*4Н20 /18,19,20/. При оценках учитывают то,что в отличие от изотропного обменного взаимодействия,дающего вклад в'четвертый момент линии и,тем самым,сужающего её /12/,антисимметричное взаимодействие дает вклад во второй момент и уширяет линию /52/.
Однако,в ЕмО такой механизм не реализуется,поскольку ионы