Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках
We present a comprehensive analysis of the domain structure formation in the ferromagneticphase of diluted magnetic semiconductors (DMS) of the p-type. Our analysis is carried outon the base of the effective magnetic free energy of DMS calculated by us earlier. This freeenergy, substituting DMS (a d...
Збережено в:
| Видавець: | Publishing house "Academperiodika" |
|---|---|
| Дата: | 2020 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020200 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Репозиторії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2020200 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20202002020-10-17T18:12:08Z The Magnetic Domain Structure Properties in Diluted Magnetic Semiconductors Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках Stephanovich, V. A. Semenov, Yu. G. magnetic domain structure diluted magnetic semiconductor - We present a comprehensive analysis of the domain structure formation in the ferromagneticphase of diluted magnetic semiconductors (DMS) of the p-type. Our analysis is carried outon the base of the effective magnetic free energy of DMS calculated by us earlier. This freeenergy, substituting DMS (a disordered magnet) by an effective ordered substance, permits usto apply the standard phenomenological approach to the domain structure calculation. Usingthe coupled system of Maxwell equations with those obtained by the minimization of the freeenergy functional, we show the existence of the critical ratio vcr of concentration of chargecarriers and magnetic ions such that the sample critical thickness Lcr (such that the sampleis monodomain at L < Lcr) diverges as v → vcr. At v > vcr, the sample is monodomain. Thisfeature makes DMS different from conventional ordered magnets, as it gives a possibility tocontrol the sample critical thickness and the emerging domain structure period by a variationof v. As the concentration of magnetic impurities grows, vcr → ∞, restoring a conventionalbehavior of ordered magnets. Above facts have been revealed by the examination of the tem-perature of the transition to an inhomogeneous magnetic state (stripe domain structure) inthe slab of a p-type DMS with finite thickness L. Our theory can be easily generalized for anarbitrary disordered magnet. Представлено аналiз утворення доменної структури у феромагнiтнiй фазi розрiджених магнiтних напiвпровiдникiв (РМН) p-типу. Аналiз виконується на пiдставi функцiонала магнiтної вiльної енергiї РМН, обчисленої нами ранiше. Ця вiльна енергiя, якщо замiстити РМН (невпорядкований магнетик) ефективною впорядкованою речовиною, дозволяє застосувати стандартний феноменологiчний пiдхiд до обчислення доменної структури. Використовуючи систему рiвнянь Максвелла та рiвняння мiнiмуму функцiонала вiльної енергiї, ми показуємо наявнiсть критичного вiдношення vcr концентрацiї носiїв заряду та магнiтних iонiв, при якому критична товщина Lcr розходиться при v → vcr. При v > vcr кристал є монодоменним. Ця особливiсть вiдрiзняє РМН вiд звичайних упорядкованих магнетикiв, оскiльки дає можливiсть змiнювати критичну товщину шляхом змiни v. Представлену теорiю можна легко узагальнити для довiльного невпорядкованого магнетика. Publishing house "Academperiodika" 2020-10-09 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020200 10.15407/ujpe65.10.881 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 65 No. 10 (2020); 881 Український фізичний журнал; Том 65 № 10 (2020); 881 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe65.10 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020200/1688 Copyright (c) 2020 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
magnetic domain structure diluted magnetic semiconductor - |
| spellingShingle |
magnetic domain structure diluted magnetic semiconductor - Stephanovich, V. A. Semenov, Yu. G. Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках |
| topic_facet |
magnetic domain structure diluted magnetic semiconductor - |
| format |
Article |
| author |
Stephanovich, V. A. Semenov, Yu. G. |
| author_facet |
Stephanovich, V. A. Semenov, Yu. G. |
| author_sort |
Stephanovich, V. A. |
| title |
Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках |
| title_short |
Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках |
| title_full |
Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках |
| title_fullStr |
Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках |
| title_full_unstemmed |
Властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках |
| title_sort |
властивості магнітної доменної структури в розріджених магнітних напівпровідниках |
| title_alt |
The Magnetic Domain Structure Properties in Diluted Magnetic Semiconductors |
| description |
We present a comprehensive analysis of the domain structure formation in the ferromagneticphase of diluted magnetic semiconductors (DMS) of the p-type. Our analysis is carried outon the base of the effective magnetic free energy of DMS calculated by us earlier. This freeenergy, substituting DMS (a disordered magnet) by an effective ordered substance, permits usto apply the standard phenomenological approach to the domain structure calculation. Usingthe coupled system of Maxwell equations with those obtained by the minimization of the freeenergy functional, we show the existence of the critical ratio vcr of concentration of chargecarriers and magnetic ions such that the sample critical thickness Lcr (such that the sampleis monodomain at L < Lcr) diverges as v → vcr. At v > vcr, the sample is monodomain. Thisfeature makes DMS different from conventional ordered magnets, as it gives a possibility tocontrol the sample critical thickness and the emerging domain structure period by a variationof v. As the concentration of magnetic impurities grows, vcr → ∞, restoring a conventionalbehavior of ordered magnets. Above facts have been revealed by the examination of the tem-perature of the transition to an inhomogeneous magnetic state (stripe domain structure) inthe slab of a p-type DMS with finite thickness L. Our theory can be easily generalized for anarbitrary disordered magnet. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020200 |
| work_keys_str_mv |
AT stephanovichva themagneticdomainstructurepropertiesindilutedmagneticsemiconductors AT semenovyug themagneticdomainstructurepropertiesindilutedmagneticsemiconductors AT stephanovichva vlastivostímagnítnoídomennoístrukturivrozrídženihmagnítnihnapívprovídnikah AT semenovyug vlastivostímagnítnoídomennoístrukturivrozrídženihmagnítnihnapívprovídnikah AT stephanovichva magneticdomainstructurepropertiesindilutedmagneticsemiconductors AT semenovyug magneticdomainstructurepropertiesindilutedmagneticsemiconductors |
| first_indexed |
2023-03-24T08:58:59Z |
| last_indexed |
2023-03-24T08:58:59Z |
| _version_ |
1795757711775760384 |