Магнетизм сильно легированных водородоподобными примесями ковалентных полупроводников : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Н. А. Поклонский

Abstract

Объект исследования: сильно легированные полупроводниковые кристаллы антимонида индия, легированные атомами теллура, германия и мышьяка. Цель работы: исследование магнитных свойств сильно легированных водородоподобными примесями ковалентных полупроводников. Методами статистической термодинамики полупроводников проведено теоретическое исследование электронных свойств идеальных и сильно легированных полупроводников в магнитном поле. Далее на основе полученных данных (концентрации электронов с-зоны и примеси с ориентацией спина по и против направления индукции внешнего магнитного поля, положение уровня Ферми) проведено теоретическое исследование магнитной восприимчивости и энергии спин-орбитального взаимодействия для сильно легированных полупроводников в квантующих магнитных полях. В результате проведен расчет электромагнитных параметров сильно легированных полупроводниковых кристаллов n-Ge:As и n-InSb:Te в квантующем магнитном поле; показано, что при учете пространственного ограничения локализованных на примеси электронов примесная парамагнитная восприимчивость уменьшается с увеличением температуры согласно закону Кюри. Итоги расчета парамагнитной восприимчивости, учитывающей вклад электронов, локализованных на атомах мышьяка, для кристаллов германия n-типа показывают в целом удовлетворительное согласие с результатами измерений. Показано, что в целом результат расчета полной магнитной восприимчивости для n-Ge:As согласуется с результатами измерений. Выводы исследования необходимы для разработки элементной базы спинтроники. Также предлагается их использовать в учебном процессе на кафедре физики полупроводников и наноэлектроники при чтении спецкурса «Статистическая физика полупроводников».