Электронный парамагнитный резонанс ионов Gd3+ в узкозонном полупроводнике Pb1-x-yGdxCuyS: эффекты влияния резонансных переходов на проводимость

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В кристаллах узкозонного полупроводника Pb1-x-yGdxCuyS(x = 1.1‧10−3, y = 2.5‧10−3) при температурах T = 5—300 К обнаружены необычные зависимости формы линий спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) парамагнитных центров Gd3+ от температуры и уровня микроволновой мощности в резонаторе спектрометра. На основе анализа параметров формы резонансных линий, зарегистрированных в X-диапазоне, обнаружено, что одной из причин необычных изменений в наблюдаемых спектрах ЭПР центров Gd3+ является неравномерное распределение акцепторной примеси меди с образованием областей с различными концентрациями свободных носителей заряда. По-видимому, в этих областях резонансные переходы между спиновыми состояниями центров Gd3+ по-разному влияют на величины кинетических характеристик свободных носителей заряда, что приводит к различным вкладам к квазирезонансному поглощению микроволновой мощности.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Уланов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет»

Email: rrza7@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань; Казань

Р. Р. Зайнуллин

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: rrza7@yandex.ru
Россия, Казань

И. В. Яцык

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: rrza7@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

А. В. Шестаков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики имени А.М. Прохорова Российской академии наук»

Email: rrza7@yandex.ru
Россия, Москва

А. М. Синицин

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет»

Email: rrza7@yandex.ru
Россия, Казань

Список литературы

  1. Равич Ю.И., Ефимова Б.А., Смирнов И.А. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe и Pb S.М.: Наука, 1968. 384 c.
  2. Dyakonov M.I. // In: Springer Series in Solid-State Sciences. V. 157. Springer International Publishing AG, 2017.
  3. Kossut J., Gaj J.A. Introduction to the physics of diluted magnetic semiconductors. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2010. 469 p.
  4. Teran F.J., Potemski M., Maude D.K. et al. // Physica E. 2003. V. 17. P. 335.
  5. Уланов В.А., Зайнуллин Р.Р., Хушея Т.А.Н., Яцык И.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 12. C. 1682, Ulanov V.A., Zainullin R.R., Housheya T.A.N., Yatsyk I.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. 2021. V. 85. No. 12. P. 1337.
  6. Алексеева Г.Т., Ведерников М.В., Гуриева Е.А. и др. // ФТП. 1998. Т. 32. № 7. C. 806, Alekseeva G.T., Vedernikov M.V., Gurieva E.A. // Semiconductors. 1998. V. 32. No. 7. P. 716.
  7. Заячук Д.М., Добрянский О.А. // ФТП. 1998. Т. 32. № 11. С. 1331, Zayachuk D.M., Dobryanskiǐ O.A. // Semiconductors. 1998. V. 32. No. 11. P. 1185.
  8. Голенищев-Кутузов В.А., Синицин А.М., Лабутина Ю.В., Уланов В.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 7. С. 852, Golenishchev-Kutuzov V.A., Sinitsin A.M., Labutina Yu.V., Ulanov V.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2018. V. 82. No. 7. P. 761.
  9. Уланов В.А., Зайнуллин Р.Р., Синицин А.М. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 12. С. 1773, Ulanov V.A., Zainullin R.R., Sinizin A.M. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. 2023. V. 87. No. 12. P. 1856.
  10. Абрагам А., Блини Б. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. Т. 1. М.: Мир, 1972. 652 с.
  11. Story T. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. No. 13. P. 2802.
  12. Vladimirova M., Cronenberger S., Barate P. et al. // Phys. Rev. B. 2008. V. 78. Art. No. 081305(R).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектры ЭПР монокристаллического образца Pb1-x-yGdxCuyS, зарегистрированные в ориентациях <001>ǁ→H0 и <111>ǁ→H0 (fmw = 9419±1 МГц, T = 5 К, Pmw = 2 мВт).

Скачать (165KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектры ЭПР монокристаллического образца Pb1-x-yGdxCuyS, зарегистрированные в ориентации <001>ǁ→H0 (fmw = 9419±1 МГц, спектры группы (а) получены при Pmw = 5 мВт, спектры группы (б) — при T = 14 К).

Скачать (436KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Угловые зависимости резонансных значений внешнего магнитного поля в исследуемом образце Pb1-x-yGdxCuyS, вычисленные со спиновым гамильтонианом (1): T = 5 К, fmw = 9419 МГц, Pmw = 0.05 мВт.

Скачать (377KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результат симуляции спектра ЭПР образца Pb1-x-yGdxCuyS (T = 15 К, f = 9418.7 МГц, H0 ǁ <001>).

Скачать (278KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024