Вестник ТГПУ им Л.Н. Толстого №2 2005

№ 2, 2005 ВЕСТНИК ТГПУ им. Л. Н. Толстого Ф ИЗИКА Ю. Ф. Головнев, А. В. Ермолов ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА СВЕРХРЕШЕТКИ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНОГО ПОЛУПРОВОДНИКА В рамках метода трансферных матриц, обобщенного на случай потенциала произвольной формы, рассчитан энергетический спектр сверхрешетки FbS-EuS. Это позволило учесть параболическое искривление зон вблизи гетерограниц. Также показано спиновое расщепление минизонной структуры квантовых ям, образован­ ных слоями монохалькогенида свинца. Влияние спиновой поляризации на энерге­ тический спектр сверхрешетки приводит к зависимости величины тока от направ­ ления спинаносителей (спин-поляризованный транспорт). ВВЕДЕНИЕ Интенсивное развитие микроэлектроники требует создания новых материалов с за­ данными свойствами. Эта задача решается разработкой многослойных полупроводнико­ вых систем. Ж. И. Алферов в нобелевской лекции по физике (2000 г.) так охарактеризо­ вал значение таких ситем: «Сегодня невозможно представить себе современную физику твердого тела без полупроводниковых гетероструктур. Полупроводниковые гетерострук­ туры... являются сегодня предметом исследований 2/3 исследовательских групп, рабо­ тающих в области физики полупроводников» [1]. Интерес к подобным структурам во многом обусловлен тем, что в них, по сравнению с однородными полупроводниками, су­ щественно меняются многие электронные свойства - возникает большое число новых, так называемых размерных эффектов, обусловленных анизотропией среды ограничи­ вающей движение электрона. В сверхрешетках наряду с размерными эффектами проявляются и туннельные, что связанно с межъямным просачиванием электронов сквозь разделяющие их барьеры. Та­ кие системы часто называют новым типом полупроводника, из-за особенностей их «зон­ ной структуры», которая разбивается под влиянием сверхрешеточного потенциала на ми­ низоны. Практический интерес к сверхрешеткам обусловлен возможностью «синтезировать» полупроводниковые структуры с предварительно заданными парамет­ рами: шириной разрешенных и запрещенных зон, значениями эффективных масс носите­ лей заряда и т.п. Это достигается изменением периода, амплитуды и формы потенциалов подбираемых слоев. ФЕРРОМАГНИТНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ В случае обычных полупроводниковых материалов зонная структура синтезиро­ ванной сверхрешетки является практически не изменяемой внешними воздействиями (полевыми или температурными). Между тем, если энергетический спектр электронов