Low Temperature Physics: 37, 798 (2011); https://doi.org/10.1063/1.3670020 (5 pages)
Физика Низких Температур: Том 37, Выпуск 9-10 (Сентябрь 2011), c. 1001-1007    ( к оглавлению , назад )

Спонтанная спиновая поляризация систем примесных гибридизированных состояний электронов в полосе проводимости кристаллов

В.И. Окулов

Институт физики металлов УрО РАН, ул. С. Ковалевской, 18, г. Екатеринбург, 620990, Россия
E-mail: okulov@imp.uran.ru

Е.А. Памятных

Уральский государственный университет им. А.М. Горького пр. Ленина, 51, г. Екатеринбург, 620083, Россия

В.П. Силин

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский пр., 53, г. Москва, 119991, Россия

Статья поступила в редакцию 17 мая 2011 г.

Аннотация

Развито теоретическое описание спонтанной спиновой поляризации систем гибридизированных электронных состояний на донорных примесях низкой концентрации в полосе проводимости кристалла. На основе общих уравнений для энергии спинового расщепления электронного спектра, сформулированных в рамках ферми-жидкостного подхода, показано, что в системах такого рода осуществляется механизм спинового упорядочения электронов проводимости, значительно более эффективный, чем обычно рассматриваемый механизм обменного взаимодействия с магнитными примесями. В рамках модели ферми-жидкостных констант для случая полной поляризации системы дано обоснование возможности реализации спонтанного спинового упорядочения электронов в гибридизированных состояниях. Обсуждаются возможности обнаружения проявлений спонтанной спиновой поляризации электронной примесной системы в термодинамических свойствах (теплоемкости и модулей упругости). На основе анализа имеющихся экспериментальных данных представлены свидетельства таких проявлений.

PACS: 72.20.Dp Общая теория, механизмы рассеяния;
PACS: 72.20.Fr Транспорт и подвижность в слабых полях, пьезосопротивление;
PACS: 72.80.Ey Полупроводники III–V и II–VI групп.

Ключевые слова: примеси в полупроводниках, гибридизированные состояния, спиновая поляризация электронов, спиновое упорядочение, электронная теплоемкость.