| Popis: |
Актуальність теми: Інтенсивні дослідження розведених магнітних напівпровідників зумовлені успішним легуванням немагнітних напівпровідників магнітними атомами. Іони Mn2+ у CdTe володіють локалізованими магнітними моментами і водночас діють як джерело дірок валентної зони, що зумовлюють обмінну взаємодію між ними. Електричний контроль спінових властивостей у сполуках Cd1-хMnхTe можна використовувати як для маніпуляції, так і для виявлення магнітних сигналів. Таким чином це робить кристали Cd1-хMnхTe, перспективними кандидатами для майбутніх спінтронних застосувань, тому вивчення електронної структури домішки Mn у цих сполуках є актуальною задачею сучасного матеріалознавства. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами: тематика наукової групи ФМФ-02 Об’єкт дослідження: парамагнітна домішка марганцю у кристалах Cd1-xMnxTe, отриманих методом Бріджмена Предмет дослідження: електронна структура домішки марганцю у кристалах Cd1-xMnxTe Мета роботи: встановлення електронної структури домішки марганцю у кристалах Cd1-xMnxTe, отриманих методом Бріджмена Методи дослідження: електронний парамагнітний резонанс (ЕПР) Задачі дослідження: 1) Порівняти електронні властивості кристалів Cd1-xMnxTe з різною концентрацією Mn методами стаціонарного (CW) та імпульсного ЕПР. 2) Дослідити та провести аналіз температурної та кутової залежності спектрів ЕПР від парамагнітної домішки Mn2+ у кристалах Cd1-хMnхTe, вирощених вертикальним методом Бріджмена із концентрацією домішки Mn2+ 0,01, 0,02- 0,04 та 0,001.7 3) Провести моделювання кутової залежності спектрів ЕПР від парамагнітної домішки марганцю у кристалах Cd1-хMnхTe з x < 0,001. 4) На підставі проведених досліджень надати загальні рекомендації для використання кристалів Cd1-xMnxTe у науковій та практичній діяльності. Наукова новизна одержаних результатів: Встановлено параметри спінового Гамільтоніана для домішки Mn2+ у кристалах Cd1-xMnxTe з x < 0,001. Встановлено механізми спін-спінової та спін-граткової релаксації для домішки Mn2+ у кристалах Cd1-xMnxTe з x < 0,001. Виявлено, що зі збільшенням концентрації домішки Mn у кристалах Cd1-xMnxTe з'являються кластери Mn різного розміру. Практичне значення одержаних результатів: Отримані дані необхідні для подальшого теоретичного аналізу електронної структури домішки Mn у даних кристалах, що важливо для їх подальшого практичного застосування в детекторах іонізуючого випромінювання. Апробація результатів дисертації: Результати роботи були опубліковані в фаховому журналі категорії “A” та представлені на Всеукраїнській конференції. Actuality of theme: The intensive research of dilute magnetic semiconductors was initiated by the successful doping of non-magnetic semiconductors by magnetic atoms. The Mn2+ ions in CdTe provide localized magnetic moments and at the same time act as a source of valence band holes that mediate the exchange interaction between them. Electrical control of the spin properties in Cd1-хMnхTe compounds can be used both for the manipulation and detection of magnetic signals. As a result, this feature makes Cd1-хMnхTe promising candidates for the future spintronic applications, therefore the investigation of the electronic structure of Mn dopant in these compounds is an actual tusk of modern material science. Relationship of work with scientific programs, plans, themes: the topis is related to scientific group FMF-02 Object of research: paramagnetic manganese impurity in Cd1-хMnхTe crystals grown by Bridgman method Subject of research: electronic structure of manganese impurity in Cd1-хMnхTe crystals Purpose of work: determination of electronic structure of manganese impurity in Cd1-хMnхTe crystals grown by Bridgman method Research methods: electron paramagnetic resonance (EPR) Tasks of research: 1) To compare the electronic properties of Cd1-xMnxTe crystals with different concentrations of Mn using stationary (CW) and pulse EPR methods. 2) Investigate and analyze the temperature and angular dependence of EPR spectra on the paramagnetic impurity Mn2+ in Cd1-xMnxTe crystals grown by the vertical Bridgman method with the concentration of the Mn2+ impurity 0,01, 0,02-0,04, and 0,001. 3) Model the angular dependence of the EPR spectra on the paramagnetic manganese admixture in Cd1-xMnxTe crystals with x < 0,001. 4) Based on the conducted research, provide general recommendations for the use of Cd1-xMnxTe crystals in scientific and practical activities.10 Scientific novelty of the results: The parameters of the spin Hamiltonian for the Mn2+ impurity in Cd1-xMnxTe crystals with x < 0,001 were established. Mechanisms of spin-spin and spin-lattice relaxation were established for the Mn2+ impurity in Cd1-xMnxTe crystals with x < 0,001. It was found that as the concentration of Mn impurity increases, Mn clusters of different sizes appear in Cd1-xMnxTe crystals. The practical significance of the results: The obtained data are necessary for further theoretical analysis of the electronic structure of the Mn impurity in these crystals, which is important for their further practical application in ionizing radiation detectors. Approbation of the results of the dissertation: The results of the work were published in a professional magazine of category "A" and presented at the All-Ukrainian conference. |
