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非简并p型Hg1-xMnxTe单晶(x0.17)的负磁电阻机理研究

朱亮清 林铁 郭少令 褚君浩

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非简并p型Hg1-xMnxTe单晶(x0.17)的负磁电阻机理研究

朱亮清, 林铁, 郭少令, 褚君浩

The mechanism of negative magnetoresistance in nondegenerate p-type Hg1-xMnxTe (x0.17) monocrystal

Zhu Liang-Qing, Lin Tie, Guo Shao-Ling, Chu Jun-Hao
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  • 研究磁性半导体中负磁电阻产生机理对正确理解载流子与磁性离子间的sp-d磁交换作用是非常重要的.通过变温(10300 K)磁输运和变温(5300 K)磁化率实验研究了一系列不同Mn含量非简并p型Hg1-xMnxTe单晶(x0.17)的负磁电阻和顺磁增强效应. 实验结果表明其负磁电阻与温度的关系和磁化率与温度的关系基本一致, 两者都包含一个呈指数型变化的温度函数exp(-K/T).根据磁性半导体的杂质能级理论, 非简并p型Hg1-xMnxTe单晶在低磁场范围内出现负磁电阻效应的主要物理机理 为外磁场的磁化效应使得受主杂质或受主型束缚磁极化子的有效电离能减小.
    It is important to study the mechanism of negative magnetoresistance (MR) in magnetic semiconductors for the correct understanding of the sp-d interactions between carriers and magnetic ions. In this work, temperature-dependent Hall effect (10300 K) and magnetic susceptibility (5300 K) are measured for the study of negative MR and paramagnetic enhancement of nondegenerate p-type Hg1-xMnxTe (x0.17) monocrystal. As temperature decreases, both negative MR and susceptibility show the same behaviors, each of which contains an exponentially changing temperature function \exp(-K/T). According to the theory of impurity energy level in semimagnetic semiconductor, magnetic field can lead to the spin-splitting of acceptor level and result in reducing the binding energy of acceptors, which is responsible mainly for the negative MR in nondegenerate p-type Hg1-xMnxTe monocrystal.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2007CB924902)和国家自然科学基金(批准号: 60821092) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the State Key Development Program for Basic Research of China (Grant No. 2007CB924902) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60821092).
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-29
  • 修回日期:  2012-04-28
  • 刊出日期:  2012-04-20

非简并p型Hg1-xMnxTe单晶(x0.17)的负磁电阻机理研究

  • 1. 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室, 上海 200083
    基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2007CB924902)和国家自然科学基金(批准号: 60821092) 资助的课题.

摘要: 研究磁性半导体中负磁电阻产生机理对正确理解载流子与磁性离子间的sp-d磁交换作用是非常重要的.通过变温(10300 K)磁输运和变温(5300 K)磁化率实验研究了一系列不同Mn含量非简并p型Hg1-xMnxTe单晶(x0.17)的负磁电阻和顺磁增强效应. 实验结果表明其负磁电阻与温度的关系和磁化率与温度的关系基本一致, 两者都包含一个呈指数型变化的温度函数exp(-K/T).根据磁性半导体的杂质能级理论, 非简并p型Hg1-xMnxTe单晶在低磁场范围内出现负磁电阻效应的主要物理机理 为外磁场的磁化效应使得受主杂质或受主型束缚磁极化子的有效电离能减小.

English Abstract

参考文献 (36)

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