Tight-Binding-Theorie für optische und magnetische ... - E-LIB
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8. VERDÜNNT MAGNETISCHE HALBLEITER<br />
0.1<br />
V = 0 eV<br />
V = 0.85 eV<br />
ρ ↑↓ (E−E F<br />
) in 1/eV<br />
0.05<br />
0<br />
−0.05<br />
8−Band EBOM<br />
−0.1<br />
2 4 6<br />
E−E F<br />
in eV<br />
2 4 6<br />
E−E F<br />
in eV<br />
Abbildung 8.3: Zustandsdichten der Leitungsbänder von Ga 1−x Mn x As für<br />
x=5% - Aus Darstellungsgründen ist die Spin-up Zustandsdichte positiv (schwarz) <strong>und</strong><br />
Spin-down Zustandsdichte künstlich negativ (rote) aufgetragen. Diese Abbildung wurde in<br />
einem wissentschaftlichen Fachmagazin [6] publiziert.<br />
etwas stärker vom Valenzband separiert als beim vorherigen Modell, weil die Zustandsdichte<br />
für E − E F < 0 eV in der unmittelbaren Umgebung von E F schneller abfällt.<br />
Es bleibt die Diskussion der Leitungsbandzustandsdichten des 8-Band-Modells in<br />
Abb.(8.3). Bei einer Energie von ca. E − E F ≈ 2 eV ist für V =0eV im Spin-down<br />
Sektor ebenfalls die Ausbildung eines Störstellenbandes sichtbar, welches wiederum für<br />
V =0.85 eV verschwindet. Der Gr<strong>und</strong> dafür ist einfach: Die Leitungsbandzustandsdichte<br />
besitzt eine Bandbreite von W s ≈ 2 eV <strong>und</strong> der Schwerpunkt kann zu ≈ 3.5 eV<br />
abgeschätzt werden. Nun führt der für das Leitungsband verwendete Modellparameter<br />
J sd = J pd =1.2 eV zu einer um den Schwerpunkt zentrierten Energieverschiebung<br />
der Störstellenzustände mit ±J pd S/2 =1.5 eV. Die zugehörigen Störstellenbänder sind<br />
vom Leitungsband separiert, weil J pd S>W s erfüllt ist. In beiden Fällen existiert infolgedessen<br />
auch im Spin-up Sektor oberhalb der Leitungsbandzustandsdichte ein stark<br />
separiertes Störstellenband mit Nebenmaxima. Für V α = V =0.85 eV findet mit obiger<br />
Argumentation eine Verschiebung des energetischen Störstellenband-Schwerpunktes<br />
statt, so dass infolgedessen das Spin-Down Störstellenband in einem Bereich der GaAs-<br />
Leitungsbandzustanddichte verschoben wird. Dies sollte jedoch einen geringen Einfluss<br />
auf die Berechnung der effektiven Austauschintegrale innerhalb des Modells haben, weil<br />
die Fermi-Energie in der Umgebung der Valenzbandoberkante liegt <strong>und</strong> Streuprozesse<br />
zu hohen Anregungsenergien mit der inversen Energiedifferenz skalieren.<br />
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