Вестник ТГПУ им Л.Н. Толстого №2 2005

ФИЗИКА № 2, 2005 ческими моделями, поэтому многие экспериментальные данные (параметры обмена, элек­ трические и магнитные характеристики и др.) часто описываются лишь качественно. Для описания вырожденных магнитных полупроводников довольно часто применя­ ют модель s-d(f) обмена, для которой гамильтониан взаимодействия локализованных элек­ тронов (входящих в состав частично заполненных d-оболочек, в случае EuS 4Еоболочск) и коллективизированных (находящихся в состояниях s-типа) имеет вид [2]: где Asj - обменный интеграл между спином электрона проводимости s и спином я-ного магнитного атома Sn . Подобный обмен носит название косвенного, при этом вклад спи­ на электронов проводимости в полный момент ферромагнитного кристалла мал по срав­ нению с вкладом локализованных электронов, однако именно свободные электроны де­ лают возможным магнитное упорядочение и определяют его характер, так как при своем движении по кристаллу они переносят взаимодействие между спинами локализованных электронов. Необходимо отметить, что косвенный обмен играет наиболее существенную роль в вырожденных полупроводниках, где концентрация электронов проводимости ве­ лика, тогда эффективный интеграл обхменного взаимодействия имеет вид: где Г - средний обменный параметр взаимодействия между электронами незаполненной магнитной f-оболочки и электронами проводимости (определяется экспериментально и примерно равен 0,17 эВ), Q - объем решетки в ближайшем окружении магнитного катио­ на, кф= ( 2п (Зл -0/4)|/3 - волновое число электрона проводимости, Р'(кф,г) - функция Ру- дермана - Киттеля. Использование в качестве основы для сверхрешеток халькогенидов европия позво­ ляет создавать гетероструктуры, обладающие сильной взаимосвязью электрических и магнитных свойств, в которых магнитное упорядочение кристалла вызывает спиновую поляризацию носителей тока. Актуальность подобных материалов и гетероструктур на их основе связана с осуществлением в них спинового транспорта - переноса пространствен­ но-ориентированного спина электрона из магнитоактивного материала в парамагнетик. При выборе пары для моносульфида европия наиболее предпочтительным оказался сульфид свинца, гак как тип симметрии и постоянные решеток упомянутых элементов совпадают. Это позволяет избежать дислокаций несоответствия на гетерогранице, приво­ дящих к появлению зарядовых ловушек, которые не дают возможности использовать в практических целях полезные свойства составляющих компонент. Многослойные структуры типа сверхрешеток и систем с многократными квантовыми ямами на основе солей свинца изучаются интенсивно в связи с возможностью их применения для практических целей, например, в инфракрасной технике, микроэлектронике и др., где транспортные, оптические и прочие свойства таких структур во многом зависят от гетеро­ границы, качество которой определяется удачным подбором исходных материалов. В случае сверхрешеток на базе материалов группы сульфидов Ей и РЬ в области ге­ тероперехода, образованного этими сульфидами, практически отсутствуют поверхностные состояния, так как постоянные решеток PbS-EuS мало различаются (-0,17 %) и обладают одинаковыми кристаллическими структурами (0 %) [3]. ( 2 ) п V4 ' ( 3 ) СВЕРХРЕШЕТКИ НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДА ЕВРОПИЯ