Półprzewodnik półmagnetyczny

Półprzewodnik półmagnetyczny – związek półprzewodnikowy, zazwyczaj trójskładnikowy, w którym część kationów jest niemagnetyczna, a część (zazwyczaj mniejszość) magnetyczna. Materiał taki wykazuje właściwości zarówno półprzewodnikowe, jak i magnetyczne. Dodanie jonów magnetycznych do półprzewodnika powoduje wzmocnienie efektów fizycznych obserwowanych w pomiarach magneto-transportowych i magneto-optycznych, np. gigantycznego efektu Zeemana (czyli wzmocnionego efektu Zeemana) i gigantycznego efektu Faradaya (czyli wzmocnionego zjawiska Faradaya). Półprzewodniki półmagnetyczne wykazują wiele właściwości przydatnych w spintronice.

Najczęściej jako jonu magnetycznego używa się manganu ze względu na wysoki spin S = 5/2 Mn²⁺. Inne używane jony magnetyczne to np. metale przejściowe: żelazo, kobalt, chrom. Najpopularniejszymi półprzewodnikami półmagnetycznymi są (Cd,Mn)Te, czyli tellurek kadmu z manganem oraz ferromagnetyczny półprzewodnik półmagnetyczny (Ga,Mn)As, czyli arsenek galu z manganem. Stosuje się także zapis Cd_1-xMn_xTe i Ga_1-xMn_xAs, wtedy x oznacza ułamek molowy jonów magnetycznych (typowo 0.1%<x<10%) w stosunku do wszystkich kationów.

Rozpowszechniony zarówno w języku polskim, jak i angielskim skrót oznaczający półprzewodniki półmagnetyczne to DMS (ang. Diluted Magnetic Semiconductors). Czasem używa się także w języku angielskim terminów magnetic semiconductor, semimagnetic semiconductors.

Bibliografia

• J. Kossut, J. A. Gaj, „Introduction to the Physics of Diluted Magnetic Semiconductors”, Springer Series in Materials Science 144. Springer, Berlin, 2010.

Linki zewnętrzne

• Jan Gaj „Półprzewodniki półmagnetyczne – przygoda mojego życia (naukowego)” – referat wygłoszony na XXXII Zjeździe Fizyków Polskich w Krakowie, we wrześniu 1993 r.