Вестник ТГПУ им Л.Н. Толстого №4 2007

№ 4, 2007 ВЕСТНИК ТГПУ им. Л. Н. Толстого Д5Б=Лаковцев,- Ю=Ф= Головнев ПОСТРОЕНИЕ ВОЛНОВЫХ ФУНКЦИЙ И РАСЧЕТ ЭНЕРГИИ ЭКСИТОНОВ ВСВЕРХРЕШЕТКАХ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ТЕОРЕТИКО-ГРУППОВЫМ МЕТОДОМ Врамках модели магнитного экситона теоретико-групповыми методами опре­ делена вероятность экситонного перехода. Построены пробные функции для 4/-состояний вферромагнитном полупроводнике EuS. Показано влияние косвенно­ го обменного взаимодействия в моносульфиде европия на энергию связи прямых имежъямных экситонов. Изучение экситонных состояний в полупроводниковых сверхрешетках является пер­ спективным направлением для расширения частотного диапазона современной спектро­ скопии. Если в такие гетеросистемы входят тонкие слои из ферромагнитных полупровод­ ников, то появляется практическая возможность получения экситонного бозе-конденсата при довольно высоких (15К) температурах [1]. Сильная зависимость экситонных спектров от параметров сверхрешеток является основой метода диагностики качества наноструктур. В последние годы большой интерес у исследователей вызвал новый класс полупро­ водников - редкоземельные полупроводники. В состав последних входит редкоземель­ ный ион, который имеет недозаполненную внутреннюю 4/-оболочку. Они находятся глу­ боко в атоме и заэкранированы от внешних возмущений 552/?6-электронами. При образовании халькогенида/-оболочки не перекрывают друг друга, а образуют локализо­ ванные уровни. По энергии эти уровни оказываются в запрещенной зоне полупроводника и выступают уже в качестве примесей донорного характера (рис. 1). Интерес к монохалькогенидам самария и европия не случаен. Эти полупроводники составляют «идеальную пару» для создания сверхрешетки хорошего качества: на гетеро­ границе EuS - SmS не возникают поверхностные состояния, рассогласование в постоян­ ных кристаллических решеток отличаются менее чем на 0,018%, оба полупроводника имеют кубическую гранецентрированную решетку типа NaCl, пространственная группа Oh5= Fm3m. уровень вакуума 6s5d зона - 2,7зВ / 1,5зВ проводимости „ t > / 1 / У Е€ ш \ v t 1,65эВ к <3 4 / Еу > t 2р- -валентная зона к 3,5зВ ( Рис. 1. Зонная структура моносульфида европия (не в масштабе)