Effective Masses of Carriers in the Degenerate Conduction Band: Interplay of Density of Electronic States Peculiarities and Magnetization

Abstract

Для різних форм густини електронних станів (ГЕС) було встановлено, що фізично різні режими (слабкого і сильного магнітного поля) можуть бути реалізовані в концентраційній залежності ефективних мас. У слабкому полі, незважаючи на виникнення спінового розщеплення внаслідок трансляційного механізму стабілізації феромагнітного порядку, існує різка зміна розщеплення ефективних мас для довільних концентрацій електронів, які можна використовувати для налаштування спінової поляризації зовнішнім полем. Коли магнітне поле порівняно сильне, коефіцієнт кореляційного звуження контролює критичну концентрацію для зміни типу провідності. Форма ГЕС регулює концентраційну залежність транспортних характеристик, тому використання реалістичної ГЕС для моделювання феромагнітного порядку індукованого спонтанним або магнітним полем має важливе значення.

For various DOS forms, it has been found that physically different regimes (of weak and strong magnetic field) can be realized in the concentration dependence of effective masses. In a weak field, despite the spin splitting occurrence due to translational mechanism of ferromagnetic order stabilization, a sharp change of the effective mass splitting exists for arbitrary electron concentrations, which can be utilized for tuning of the spin polarization by the external field. When the magnetic field is comparatively strong, the correlation band narrowing factor controls the critical concentration for the conduction type change. The DOS form governs the concentration dependence of transport characteristics, therefore the use of a realistic DOS for modeling of a spontaneous or magnetic field-induced ferromagnetic order is of importance.