Please use this identifier to cite or link to this item: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/72769
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Chalcopyrite Al(Ga, Mn)As2 and AlGa(As, P) Quaternary Semiconductor: A First-principle Study
Other Titles Чотирикомпонентний напівпровідник халькопіритів Al(Ga,Mn)As2 та AlGa(As,P): дослідження базових принципів
Authors Kang, Byung-Sub
Song, Kie-Moon
ORCID
Keywords напівметалеві характеристики
феромагнетизм
халькопірит
спінова електроніка
перші принципи
half-metallic
ferromagnetism
chalcopyrite
spin-electronics
first-principles
Type Article
Date of Issue 2019
URI http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/72769
Publisher Sumy State University
License
Citation Kang, Byung-Sub Chalcopyrite Al(Ga, Mn)As2 and AlGa(As, P) Quaternary Semiconductor: A First-principle Study [Текст] / B.-S. Kang, K.-M. Song // Журнал нано- та електронної фізики. - 2018. - Т.11, № 2. - 02006. - DOI: 10.21272/jnep.11(2).02006
Abstract Досліджено електронні та магнітні властивості розбавленого магнітного напівпровідника халькопіритних сплавів AlGaAs2 та AlGa(AsxP1 – x)2 з легованим 3d-металом Mn, використовуючи перші принципи. Халькопіритні чотирьохкомпонентні сполуки AlGaAs2 and AlGa(As, P) мають напівпровідникові характеристики і невелику заборонену зону. Для системи халькопіриту Al(Ga, Mn)As2, феромагнетизм з високим магнітним моментом Mn виникає з обмінних зв'язків між Mn 3d- and As 4s-, or As 3d-смугами. Моменти Mn приєднуються до дірок шляхом обмінної взаємодії за рахунок перекриття хвильової функції дірки з d-орбіталями локальних Mn-електронів. Вихідні отвори Al і Ga-ділянок ферромагнітно з'єднуються з локальними Mn-моментами за допомогою обмінної взаємодії. У той час як прохідні отвори в As 3d-, або As 4s-смугах вирівнюються антиферомагнітно до локальних моментів Mn за допомогою обмінних взаємодій. При концентрації легуючих домішок більшою ніж розбавлена концентрація, далекодіючий феромагнітний стан між локальними моментами встановлюється мандруючими дірками. Цей механізм зазвичай позначається як ферромагнетизм, опосередкований дірками. Далекодіючий феромагнетизм серед локальних моментів Mn визначається досить високою щільністю дірок частково незайнятої більшості As 3d- та As 4s смуг, за допомогою обмінної взаємодії між легуючою домішкою Mn і локалізованими носіями, які потрапили в інтерстиціальні ділянки. Al(Ga, Mn)As2 демонструє феромагнітні і напівметалеві стани. При збільшенні концентрації Mn (до 6.25 % у нашій роботі) зберігаються феромагнітні та напівметалічні характеристики.
The electronic and magnetic properties for a diluted magnetic semiconductor of 3d-metal Mn-doped AlGaAs2 and AlGa(AsxP1 – x)2 chalcopyrite alloys are investigated by using the first-principle calculations. The chalcopyrite AlGaAs2 and AlGa(As, P) quaternary compounds have semiconductor characters with a small band-gap. For the system of Al(Ga, Mn)As2 chalcopyrite, the ferromagnetism with high magnetic moment of Mn is originated from the exchange couplings between Mn 3d- and As 4s-, or As 3d-bands. The Mn moments couple to holes by an on-site exchange interaction due to the overlap of the hole wavefunction with the d-orbitals of the local Mn electrons. The itinerant holes of Al and Ga sites couple ferromagnetically to the local Mn-moments via the exchange interaction. While the itinerant holes in As 3d-, or As 4s-bands are aligned antiferromagnetically to the local Mn moments via the exchange interactions. When the concentration of dopants is high with over a dilute concentration, a long-range ferromagnetic state among the local moments is established by the itinerant holes. This mechanism is usually denoted as hole-carrier mediated ferromagnetism. A long-range ferromagnetism among the Mn local moments is established by the high enough hole densities of partially unoccupied majority of As 3d- and majority of As 4s-bands, by the exchange interaction between dopant Mn and the localized carriers trapped in the interstitial sites. The Al(Ga, Mn)As2 exhibits the ferromagnetic and half-metallic states. For the increasing Mn concentration (up to 6.25 % in our work), it is maintained the ferromagnetic and half-metallic characters.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

China China
1106342
Germany Germany
493654
India India
365
Ireland Ireland
68278
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
1460
Pakistan Pakistan
1
Sweden Sweden
1
Ukraine Ukraine
3313194
United Kingdom United Kingdom
1106348
United States United States
6592079
Unknown Country Unknown Country
19
Vietnam Vietnam
8760

Downloads

India India
1
Ireland Ireland
1
Lithuania Lithuania
1
Ukraine Ukraine
6592079
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
493656
Unknown Country Unknown Country
6
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Byung-Sub Kang_jnep_2_2019.pdf 520,83 kB Adobe PDF 7085746

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.