Вышедшие номера
Высокочастотная ЭПР-спектроскопия парамагнитных центров марганца в кристаллах GaAs : Mn
Бабунц Р.А.1, Гурин А.С.1, Ильин И.В.1, Бундакова А.П.1, Музафарова М.В.1, Бадалян А.Г.1, Романов Н.Г.1, Баранов П.Г.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: roman.babunts@mail.ioffe.ru, sasha.gurin@mail.ioffe.ru, Ivan.Ilyin@mail.ioffe.ru, BME99@mail.ru, Marina.Muzafarova@mail.ioffe.ru, Andrey.Badalyan@mail.ioffe.ru, nikolai.romanov@mail.ioffe.ru, Pavel.Baranov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 15 июня 2021 г.
В окончательной редакции: 15 июня 2021 г.
Принята к печати: 16 июня 2021 г.
Выставление онлайн: 10 августа 2021 г.

Методы высокочастотного электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) использованы для исследования уникальных свойств центров марганца в кристалле GaAs : Mn в сильных магнитных полях при низких температурах. На частотах 94 и 130 GHz зарегистрированы переходы ЭПР в комплексе, представляющем собой ион марганца, замещающий Ga, и являющийся ионизированным акцептором MnGa2+ (A-), который связан изотропным обменным взаимодействием с делокализованной (мелкой) дыркой (MnGa2+-SH (shallow hole)). В таком комплексе MnGa2+ со спином S=5/2 связан антиферромагнитным обменным взаимодействием с мелкой дыркой с угловым моментом J=3/2. В результате сложения угловых моментов F= S+ J имеются четыре энергетических уровня с F=1, 2, 3, 4, характеризующихся вырождение 2F+1 в нулевом магнитном поле, и с нижним уровнем F=1. Проанализирована сложная система энергетических уровней этого комплекса в магнитном поле и возможность точного определения обменных взаимодействий по спектрам ЭПР. Исследован другой комплекс на основе ионизированного акцептора MnGa2+, взаимодействующего с локализованным дырочным центром, в виде диамагнитного иона O2-, замещающего As. Этот комплекс, MnGa2+-OAs2-, характеризуется аксиальной симметрией вдоль оси <111> кубического кристалла GaAs с анизотропным спектром ЭПР. Благодаря высокому фактору Больцмана, в наших исследованиях был определен порядок спиновых уровней тонкой структуры этого комплекса. Влияние больцмановского распределения населенностей уровней продемонстрировано также для комплекса MnGa2+-SH. Ключевые слова: высокочастотный ЭПР, кристалл GaAs, акцептор Mn, мелкая дырка, обменное взаимодействие.