Вестник ТГПУ им Л.Н. Толстого №2 2005

ФИЗИКА № 2, 2005 Ю. Ф. Головнев, Л. В. Никольская ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НАОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИДОВ ЕВРОПИЯ И СВИНЦА В работе проведен анализ гетероструктуры из магнитного и парамагнитного полупроводников PbS-EuS и сверхрешеткина их основе. Построена энергетическая диаграмма гетероперехода в приближении диффузионной модели Андерсона. Оп­ ределена зонная структура композиционных сверхрешеток из этих халькогенидов на основе метода эффективноймассы. Рассчитана минизонная структура квантовых ям в PbS и закрытых квантовых ям в EuS методом огибающей функции в прибли­ жении сильной связи. Определены условии образованияминизон. ВВЕДЕНИЕ Поиски новых элементов, составляющих сверхрешетки, представляют собой одну из важных, но сложных проблем в современной физике низкоразмерных систем. Задача заключается в том, чтобы подбираемые элементы обладали достаточно узкими свойства­ ми - прежде всего определенной подвижностью носителей, различными значениями за­ прещенных зон, особенной статической диэлектрической проницаемостью, отношением к влиянию внешних воздействий (магнитного и электрического полей). Особый интерес в качестве основы для гетероструктур представляют собой мате­ риалы, обладающие сильной взаимосвязью электрических и магнитных свойств - маг­ нитные полупроводники. В этих материалах электроны проводимости осуществляют магнитное взаимодействие, а магнитное упорядочение кристалла, в свою очередь, вызы­ вает спиновую поляризацию носителей тока. Актуальность подобных материалов и гете­ роструктур на их основе связана с осуществлением в них спинового транспорта - перено­ са пространственно-ориентированного спина электрона из магнитоактивного материала в парамагнетик. Исследование и реализация переноса спинового транспорта в настоящее время осуществляется в спинтронике и связана с разработкой и созданием квантовых одноэлек­ тронных логических структур и спин-информационных систем для информатики. К тому же осуществление спинового токопереноса в твердотельной электронике позволяет реа­ лизовывать приборы с регулируемыми внешним магнитным полем выходными характе­ ристиками. ФЕРРОМАГНИТНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ Значительный прогресс в области спинтронных технологий стал возможен благо­ даря использованию в качестве основы ферромагнитных полупроводников. Это обуслов­ лено тем, что ферромагнитное упорядочение в данных материалах приводит к сильной спиновой поляризации носителей тока. Рекордный для ферромагнетиков момент, прихо­ дящийся на один магнитный ион, наблюдается в кристаллах монохалькогенидов европия. Он обусловлен 4f7-электронами иона европия, и величина намагниченности насыщения достигает при этом значения ~2+2,5Тл для температуры Т~0К. Это приводит к тому, что носители тока в ферромагнитном полупроводнике максимально поляризованы по спину [1] (почти на 100 %, в ферромагнитных металлах она достигает не более 10 %). Моно