Высокоразрешающая спектроскопия рассеяния света на парных кластерах магнитных ионов / Чербунин Р.В., Литвяк В.М., Рыжов И.И., Кудинов А.В., Geurts J., Karczewski G.

Abstract

Точное измерение сил обменного (межспинового) взаимодействия между магнитными ионами имеет первостепенное значение для физики магнитосмешанных (полумагнитных, или разбавленных магнитных) полупроводников. Во-первых, межспиновые взаимодействия начинают оказывать влияние на магнитную восприимчивость, спиновую динамику, теплоперенос в этих системах уже начиная с малых концентраций магнитной компоненты ( x  001.0 ), то есть актуальны почти всегда. Во-вторых, при моделировании свойств – особенно для небольших концентраций - важны не только взаимодействия с ближайшим «магнитным» соседом, но и более слабые взаимодействия со вторыми, третьими и т.д. соседями. Закон ослабления взаимодействия с расстоянием между спинами позволяет также судить о фундаментальной природе (механизме) обменного взаимодействия. Поэтому исследователи вот уже около 40 лет изыскивают различные способы измерить обменные константы. Особенно в дефиците методы, дающие информацию селективно по различным типам локальной координации ионов. В результате имеющиеся данные по вторым и т.д. соседям весьма противоречивы. В настоящем исследовании показано [1,2], что селективная информация по первым нескольким сортам пар магнитных ионов может быть получена методом резонансного комбинационного рассеяния света (КРС). Достигнув в несколько раз более высокого спектрального разрешения, чем наши предшественники, мы обнаружили (в экспериментах по множественному рамановскому парамагнитному резонансу в квантовых ямах СdTe:Mn) десятки не известных ранее слабых линий КРС. Классификация этого многообразия позволила с беспрецедентной точностью (  05.0 К) определить четыре различные характерные энергии, отвечающие четырем типам соседства магнитных ионов: 22.5 J )1(  K, 51.1 J )2(  K, 16.1 J )3(  K, (4) J  0.70 K. Для решения вопроса о влиянии деформации эпитаксиальной структуры на величины обменных констант мы планируем осуществить особое исследование. Тем не менее, очевиден методический потенциал полученного результата, в том числе применительно к другим семействам магнитосмешанных полупроводников, где также наблюдается рамановский парамагнитный резонанс.