Numéro |
J. Phys. France
Volume 39, Numéro 1, janvier 1978
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Page(s) | 87 - 98 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jphys:0197800390108700 |
DOI: 10.1051/jphys:0197800390108700
Effect of exchange on interband magneto-absorption in zero gap Hg 1-kMnkTe mixed crystals
G. Bastard1, C. Rigaux1, Y. Guldner1, J. Mycielski1, 2 et A. Mycielski1, 31 Groupe de Physique des Solides de l'Ecole Normale Supérieure, 24, rue Lhomond, 75231 Paris 05, France
2 Institute of Theoretical Physics, Warsaw University, 00-681 Warsaw, Poland.
3 Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, 02-668 Warsaw, Poland.
Abstract
Magnetoabsorption experiments have been performed at 4.2 and 2 K in the spectral region 220-370 meV, on zero gap Hg1-kMn kTe alloys. The temperature and the composition dependence of the Γ6 → Γ 8 spectrum provides evidence of striking modifications in the Γ 8 and Γ6 spin sublevels due to exchange interactions between localized d electrons and mobile carriers. The theoretical interpretation of the magnetooptical spectra of alloys of low Mn composition is carried out, using the virtual crystal and the molecular field approximations, by including the s-d and p-d exchange interactions within the framework of the Pidgeon and Brown model. By a fitting procedure of the Γ6 → Γ8 transitions energies, the magnetization is determined at 4.2 and 2 K as a function of the magnetic field and the exchange parameters for the Γ 6 and Γ8 levels are evaluated. The Landau level energy spectrum established, at kH = 0, for alloys of composition up to 1.5 % exhibits a SM → SC transition induced by the magnetic field.
Résumé
Des experiences de magnétoabsorption ont été effectuées, à 4,2 et 2 K, dans la région spectrale 220-370 meV, sur des alliages Hg1-kMn kTe de gap nul. L'evolution desspectres Γ6 → Γ 8 avec la température et la composition révèle d'importantes modifications dans les sous-niveaux de spin des bandes Γ6 et Γ 8 dues aux interactions d'échange entre les porteurs mobiles et les électrons d localisés. L'interprétation théorique des spectres magnétooptiques obtenus sur des alliages de faible composition en Mn a été effectuée dans l'approximation du cristal virtuel et du champ moléculaire en incluant les interactions d'échange dans le formalisme du modèle de Pidgeon et Brown. En ajustant l'énergie des transitions Γ 6 → Γ8 aux données expérimentales, nous déterminons l'aimantation en fonction du champ magnétique, à 4,2 et 2 K, et nous évaluons les paramètres d'échange pour les niveaux Γ6 et Γ8 . Le spectre des niveaux de Landau, établi à kH = 0, pour des alliages de faible k (k ≤ 0,015) montre l'existence d'une transition semimétal → semiconducteur induite par le champ magnétique.
7820L - Magnetooptical effects.
Key words
exchange interactions electron -- infrared spectra of inorganic solids -- Landau levels -- magnetoabsorption -- manganese compounds -- mercury compounds -- semiconductor materials