Вестник ТГПУ им Л.Н. Толстого №2 2005

№ 2, 2005 ВЕСТНИК ТГПУ им. Л. Н. Толстого Сильное спиновое расщепление 4Р-полосы на подполосы приводит к тому, что верхняя - пустая, образуемая из состояний с антипараллельным направлением спина но­ сителей и ионов крйсталлической решетки, - попадает в зону проводимости и гибридизу- ется с ней, а нижняя - заполненная, с параллельным направлением, - в запрещенную зо­ ну. В результате из-за большого разрыва АЕС в области барьера (запрещенная зона Eg халькогенида европия) оказывается узкая и в случае гетероперехода недозаполненная зона, образованная 4£-уровнями атомов европия. Для проявления действия сверхрешеточного потенциала необходимо выполнение ряда условий, в частности длина свободного пробега электрона должна быть много больше периода сверхрешетки и гетерограница должна быть «зеркальной», эти два усло­ вия отвечают возможности пренебрежения рассеянием электронов в материалах и на ге­ терогранице соответственно. Наиболее полно данным условиям отвечают резкие гетеро­ переходы, составленные из нелегированных материалов одинаковой симметрии с практически совпадающими постоянными решеток. В этих условиях, в случае моносуль­ фида европия, идеальным партнером по сверхрешетке является изоструктурный моно­ сульфид - PbS. Постоянные решегок этих соединений практически не отличаются, при этом наличие общего аниона существенно облегчает расчет энергетического спектра сверхрешеток на основе данных материалов. При таких компонентах наиболее оптималь­ ным будет выращивание сверхрешетки в направлении (111), что позволяет провести ге­ терограницу по ионам серы [4]. В этих условиях гетерограницы свободны от дислокаций несоответствия и отражение от нее будет зеркальным. Таким образом, рассматривается сверхрешетка, составленная чередованием тонких слоев ферромагнитного полупроводника EuS и парамагнитного полупроводника PbS, где пленки EuS образуют «гребенки» периодически повторяющихся барьеров шириной Ь, а прослойки PbS являются квантовыми ямами шириной а (рис. 2, а). Рис. 2. Сверхрешетка, составленная чередованиемтонких слоев полупроводников: а)модель сверхрешетки EuS-PbS (безучета искривления зон ирасщепления по спину); б) энергетическая диаграмма гетеропереходаEuS-PbS (учтено искривление зон вблизи гетероперехода и спиновоерасщепление состояний сульфида европия) Единичный гетеропереход сверхрешетки вследствие различия материалов по таким параметрам, как сродство к электрону, диэлектрические постоянные, концентрации носи­ телей тока, а также при учете спинового расщепления состояний EuS будет, согласно диффузионной модели Андерсона, иметь вид, представленный на рисунке 2, б. Искрив­ ление зон вблизи гетерограницы обусловлено областью объемного приповерхностного заряда и вызвано перераспределением носителей в гетероструктуре при выравнивании уровней Ферми. Гетеропереходы PbS-EuS имеют такую зонную картину, которая в соот