Наноразмерные гетеросистемы на основе ферромагнитных металлов и полупроводников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор физико-математических наук Головнев, Юрий Филиппович

• Головнев, Юрий Филиппович
• доктор физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Головнев, Юрий Филиппович

Введение.

Глава 1. Влияние магнитного и обменного взаимодействий на перемагничивающие, магнитострикционные, гальваномагнитные свойства и распределение спиновой поляризации в наноразмерных ферромагнитных гетеросистемах.

1.1. Распределение спиновой поляризации на поверхности ферромагнетика.

1.2. Распределение спиновой поляризации в диэлектрических прослойках наноразмерных ферромагнитных гетеросистем.

1.3. Изменение обменного взаимодействия на гетеропереходе ферромагнитный полупроводник - ферромагнитный металл.

1.4. Влияние магнитного взаимодействия на перемагничивание наноразмерных ферромагнитных гетеросистем.

1.5. Энергия связи магнитного взаимодействия в двойных наноразмерных ферромагнитных гетеросистемах и ее измерение

1.6. Влияние магнитного и обменного взаимодействий на магнитострикцию наноразмерных ферромагнитных гетеросистем

1.7. Влияние магнитного и обменного взаимодействий на гальваномагнитные параметры нанаоразмерных ферромагнитных гетеросистем.

Глава 2. Влияние обменного взаимодействия на энергетический спектр и распределение электронов в наноразмерных гетеросистемах на основе ферромагнитных полупроводников.

2.1. Влияние обменного взаимодействия на энергетические диаграммы гетеросистем EuS — PbS и EuS - SmS.

2.2. Минизонная структура сверхрешеток PbS-EuS и SmS-EuS.

2.3. Взаимовлияние перераспределения носителей тока и косвенного обмена на гетеропереходе ферромагнитный полупроводник — парамагнитный полупроводник.

Глава 3. Влияние обменного взаимодействие на туннельные процессы в наноразмерных гетеросистемах EuS-PbS и EuS-SmS.

3.1. Спин-туннельные переходы в гетеросистемах EuS-PbS.

3.2. Влияние флуктуаций ферромагнитного порядка на спин-поляризованный транспорт.

3.3. Влияние резонансного туннелирования по состояниям, локализованным в области гетеропереходов, на транспортные свойства сверхрешеток.

Глава 4. Взаимодействие электронов проводимости с состояниями, локализованными на границах гетероперходов.

4.1. Определение матричных элементов в методе ЛКАО при описании зонной структуры полупроводников, составляющих гетеросистему.

4.2. Определение транспортных и минизонных параметров гетероструктур EuS-PbS и EuS-SmS.

4.3. Анализ влияния интерфейсных состояний на туннельный и энергетический спектры сверхрешеток на основе ферромагнитного полупроводника EuS.

4.4. Анализ влияния инверсионных состояний на туннельный и энергетический спектры сверхрешеток на основе ферромагнитного полупроводника EuS.

Глава 5. Влияние косвенного обмена на энергетический спектр экситонов в гетеросистемах на основе ферромагнитных полупроводников.

5.1. Прямые и межъямные экситоны в сверхрешетках PbS-EuS.

5.2. Теоретико-групповой анализ экситонных состояний в сверхрешетках EuS-PbS.

5.3. О конденсации экситонного газа в сверхрешетках на основе халькогенидов европия и свинца.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Наноразмерные гетеросистемы на основе ферромагнитных металлов и полупроводников»

Наноразмерные гетеросистемы являются объектом интенсивных исследований. Такие структуры на основе ферромагнитных металлов и полупроводников демонстрируют широкий спектр необычных физических свойств. Они уже получили применение в качестве сред для записи сверхплотной информации и в различных областях современной микроэлектроники.

С теоретической точки зрения такие системы являются уникальными моделями для исследования магнитных взаимодействий' и процессов перераспределения зарядовой и спиновой плотностей вблизи внутренних границ раздела' составляющих слоев. Сложные изменения электронных и магнитных свойств на гетеропереходах приводят к ряду эффектов, связанных с поверхностным магнетизмом. В результате возникают пространственно неоднородные спиновые конфигурации, обуславливающие целый ряд необычных транспортных свойств в наномагнетиках. Поэтому теоретическое исследование спин-туннельных переходов в магнитных сверхрешетках является одной из актуальных задач современного магнетизма. Процессы квантового туннелирования создают условия для возникновения гигантского магнитного сопротивления, которое проявляется особенно заметно, если в состав сверхрешетки входят слои из полуметаллических ферромагнетиков, где степень спиновой поляризации делокализованных электронов достигает больших значений [1-3].

Заметный интерес в последнее время проявляют исследователи и к наноструктурам на основе магнитных полупроводников. Это связано с тем, что здесь получило теоретическое обоснование влияние квантоворазмерного эффекта на переходы электронов в недостроенных 3d- и 4/- оболочках, j обусловленное сжатием волновых функций зонных электронов, влияющим на I sp — d— и f — взаимодействия. В таком случае относительная интенсивность экситонов в квантовых ямах оказывается выше, чем в обыкновенных кристаллах. Это связано с увеличением силы осциллятора экситонов и особенностями переноса экситонного возбуждения на 3d - или 4/ - оболочке в квазидвумерной системе. С точки зрения фундаментальных проблем, большое внимание исследователи уделяют изучению причин увеличения намагниченности вблизи гетерограниц по сравнению с массивными материалами, составляющими сверхрешехку, и осцилляциям магнитных параметров при вариации толщины магнитных прослоек, что связывают с изменением косвенного обмена [4 - 7].

После синтеза и обнаружения целого ряда особенностей ферромагнитных наноструктур стало ясно; что появился новый класс объектов, требующих специального изучения. А исследование коллективных спин-поляризованных состояний электронов в таких системах выделяется в самостоятельный раздел наномагнетизма. И на первый план здесь выходит проблема изучения магнитного и обменного взаимодействий между нанослоями ферромагнитных гетеросистем типа Fe - Si, Fe - Mo, EuO - Co, EuS - PbS: исследование физической природы различных связей;

- анализ влияния взаимодействий на свойства как отдельных слоев, так и гетеросистемы в целом;

- классификация связей по характеру действия, физической природе, интенсивности и другим параметрам.

Вначале достаточно подробно изучалось влияние магнитных взаимодействий на процессы перемагничивания многослойных магнитных пленок, разделенных немагнитными прослойками. Эти взаимодействия имеют магнитостатическую природу и возникают из-за полей рассеяния, что является следствием формы и волнистой топографии поверхностей составных магнитных слоев. Параллельно исследовалось влияние обменной связи на импульсное и квазистатическое перемагничивание мультислойных ферромагнитных систем без прослоек [8].

В результате действия этих связей магнитное состояние одного слоя изменяет состояние другого и поведение их в гетеросистеме оказывается взаимосвязанным. Это создает дополнительные степени свободы в многослойных структурах и открывает новые подходы к решению проблем, которые возникают при исследовании отдельных пленок. Важно как идентифицировать эти взаимодействия, так и выяснить различия в механизмах действия связей, а затем предсказать вытекающие из них эффекты и возможное практическое использование, например, в устройствах микроэлектроники. На первом этапе был реализован феноменологический подход, который позволил найти в различных взаимодействиях много общего и при теоретическом описании поведения - магнитно-связанных пленок использовать общий математический аппарат.

При ферромагнитном обмене между слоями их намагниченности располагаются параллельно друг другу. Такой тип связи, возникающий, например, между пленками из пермаллоя различного состава, называют положительным. «Отрицательная» обменная связь (намагниченности слоев ориентированы антипараллельно) может существовать в системах, состоящих из пленок EuS и NiFeCo. При этом в каждом слое упорядочение спинов ферромагнитное, а взаимодействие между металлами группы железа и редкоземельным металлом оказывается антиферромагнитным. Механизмы такой связи объяснили соотношением толщины связанных пленок и низким значением константы обменного взаимодействия в слое EuS, характер которого меняется с толщиной.

Другая структура с прямым обменным взаимодействием представляет собой две ферромагнитные пленки, связанные через промежуточный слабомагнитный слой. Здесь энергия связи растет линейно с уменьшением толщины прослойки и пропорциональна косинусу угла (cos#) между намагниченностями слоев. Такой же закон действует и в случае магнитостатической связи через поля рассеяния, когда намагниченности располагаются антипараллельно (связь отрицательная). Однако в многослойных системах можно наблюдать и «положительное» магнитостатическое взаимодействие. В этом случае поверхности контактирующих слоев имеют вид апельсиновой кожуры» и если топография пленок коррелированна, то замыкание потока приводит к положительной связи между намагниченностями о ферромагнитных слоев. Например, для толщины промежуточного слоя 100 А энергия связи имела величину порядка Ю-2 эрг!см2. Авторы работы [8], изучая двухслойные магнитные пленки с отрицательной обменной связью, отделили прямой обмен и связь через микроотверстия от эффекта апельсиновой кожуры. Найдено, что положительная связь между пленками пермаллоя и ЕиО при о толщине промежуточного слоя 33 А возникает благодаря этому эффекту. Другие случаи положительной связи с немагнитными промежуточными слоями можно объяснить или образованием мостиков через микропоры, или синтезом ферромагнитного материала вследствие диффузии.

Из анализа экспериментальных и теоретических исследований косвенного обмена между ферромагнитными пленками через поляризацию электронов проводимости следует, что для его наблюдения более перспективно использовать промежуточные слои из собственных полупроводников, а не из металлов. При этом косвенная обменная связь через электроны проводимости может быть как положительной, так и отрицательной. И хотя такие гетеросистемы уже вызывали большой интерес, соответствующих теоретических расчетов и экспериментальной проверки их до сих пор практически не проводилось. Во-первых, подобные исследования достаточно сложны, а во-вторых, такие наноразмерные гетеросистемы надо наращивать эпитаксиально, что требует более совершенной технологии, которая стала возможной позднее. Именно благодаря усовершенствованию старого ■ способа приготовления пленок испарением в вакууме и рождению из него современного метода выращивания тонких слоев - методом молекулярно-лучевой эпитаксии, удалось получить совершенные полупроводниковые гетероструктуры: одиночные гетеропереходы, изолированные потенциальные ямы, периодические и многослойные структуры. Они и определяют в настоящее время прогресс в твердотельной электронике, где характерные масштабы за последние полвека уменьшились на четыре порядка: от сотни микрометров до сотни ангстрем. В соответствующих многослойных и периодических наноструктурах (типа квантовых сверхрешеток) представляется возможность управления энергетическим спектром носителей заряда. Если характерные размеры полупроводниковых наноструктур (период сверхрешетки и ширина потенциальной, ямы) будут меньше, чем длина свободного пробега электрона, то вся электронная система перейдет в квантовый режим с пониженной размерностью [9]!.

Из всего разнообразия полупроводниковых сверхрешеток в работах [10] впервые было обращено внимание на спиновые гетеросистемы, образованные периодическим повторением одного и того же полупроводника, где одни слои легируются магнитными примесями, а другие - немагнитными. В таких структурах периодический сверхрешеточный потенциал возникает при наложении магнитного поля. В' дальнейшем еще больший интерес вызвали гетероструктуры, содержащие ферромагнитные полупроводники. О них впервые в достаточно полном объеме был представлен обзор экспериментальных результатов [72]. Научный интерес вызывают, прежде всего, такие ферромагнитные полупроводники, как моносульфид и монооксид европия (EuS и ЕиО), в которых существует сильная взаимозависимость электронной и магнитной подсистем. Это дает возможность целенаправленно изменять электрические, магнитные и оптические параметры ферромагнитных полупроводников внешними магнитным или электрическим полями. Наличие в них зависимости сдвига края оптического поглощения от степени ферромагнитного порядка и величины внешнего магнитного поля позволяет изменять концентрацию и подвижность электронов в зоне проводимости. Они поляризованы по спину почти на 100% из-за рекордного значения магнитного момента ионов европия ~7/лБ и величины намагниченности насыщения 47T<rs = 2,43 Тл в этих ферромагнитных полупроводниках. В гетероструктурах на их основе можно обеспечить высокую спиновую поляризацию тока эмиссии. Наличие в туннельном переходе ЕиО или EuS позволяет управлять пороговым напряжением с помощью внешнего магнитного поля, влияющего на спиновое расщепление зоны проводимости, и регулирующего энергетического высоту туннельного барьера. Уменьшение его эффективной высоты происходит из-за косвенного обменного взаимодействия в самом барьере, туннелирование через который энергетически предпочтительнее, чем сквозь ферромагнитный металл, так как концентрация электронов в ферромагнитном полупроводнике на несколько порядков ниже [11].

Однако специально теоретического анализа физики гетеросистем ферромагнитный полупроводник - парамагнитный полупроводник (ФП — ПП) до сих пор практически не проводилось, и большинство экспериментальных результатов нуждаются в теоретическом моделировании и расчетах. И, прежде всего в установлении различных процессов взаимодействия, возникающих на гетеропереходах ФП — ПП при электронно-дырочном обмене под действием периодического потенциала сверхрешетки. Здесь возникает задача определения концентрации электронов на гетероконтакте ФП — ПП с учетом влияния на нее косвенного обмена, как следствие электрон-магнонного взаимодействия между подвижными носителями спина и намагниченностью ФП. Это необходимо учитывать при теоретическом анализе энергетических диаграмм гетеропереходов ФП - III 1, в расчетах минизонной структуры сверхрешеток типа ФП - ПП, при определении туннельной прозрачности с учетом спиновой поляризации электронов и особенностей зонной структуры EuO, EuS и их парамагнитных партнеров по гетероструктуре, а также при анализе энергетического спектра прямых и межъямных экситонов.

В связи со сказанным можно утверждать, что наноразмерные гетеросистемы на основе ферромагнитных металлов и полупроводников являются сегодня важным и актуальным направлением исследований. Однако классификация основных видов взаимодействия по физической природе, характеру их влияния, энергии связи и другим параметрам в таких системах еще далека от завершения. Гетеропереходы в них и анализ влияния взаимодействий на свойства нанослоев и структуры в целом с теоретических микроскопических позиций практически не учтены, хотя имеется большое число экспериментальных исследований, объясняющих результаты на основе макроскопического моделирования. Перенос в сторону таких исследований связан с большой сложностью теоретического анализа в подобных системах, требующих в расчетах из первых принципов вычисления многоцентровых кулоновских и обменных интегралов (подразумевающих привлечение теоретико-числовых методов), учета релятивистских эффектов и решения секулярных уравнений высокого ранга [12].

В настоящее время к группе ферромагнитных полупроводников относят не любые полупроводниковые материалы с атомным магнитным порядком, а только вещества, характеризующиеся сильной взаимосвязью магнитных и электрических свойств и, более того, ферромагнитное упорядочение в которых осуществляется с участием электронов проводимости (5-/-обменное взаимодействие). В этом случае круг магнитных' полупроводников ограничивается монохалькогенидами европия и халькогенидными шпинелями [13].

Теоретический интерес с широким практическим применением предстают наноразмерные гетеросистемы на основе нелегированных изоструктурных полупроводников с совпадающими постоянными решеток. В таких системах не происходит релаксация гетерограниц, не образуются дислокации несоответствия и отражение на гетеропереходе будет зеркальным [14]. Отсутствие рассеяния электронов с изменением направления спина на подобных дефектах, приводит к высоким значениям длины свободного пробега спина, что важно в свете использования спина электрона как носителя информации.

Важный практический и теоретический интерес представляет изучение условий образования прямых и межъямных экситонов в сверхрешетках на основе ферромагнитных и парамагнитных полупроводников типа халькогенид европия — халькогенид свинца. Вследствие локализации электронов и дырок в разных квантовых ямах таких систем можно существенно увеличить время жизни экситонных возбуждений и повысить их концентрацию. Последнюю можно увеличить и с помощью внешних электрического и магнитного полей, которые создают условия для получения самых нижних по энергии межъямных экситонов [5]. Анализ соответствующих исследований показывает, что в гетероструктурах на основе ферромагнитных полупроводников еще практически не исследовались процессы, происходящие в приповерхностной области гетерограницы и оптические свойства, связанные с образованием в них экситонов.

Между тем, спиновая инжекция ' поляризованных электронов из ферромагнитного полупроводника в парамагнитный способна приводить к радикальному изменению свойств последнего. В частности, возможно наблюдение поляризованной люминесценции. Наноразмерные системы стабилизируют экситонные состояния, делая их устойчивыми в широком диапазоне температур и внешних полей. Экситонная спектроскопия сегодня превращается в источник новых идей и средств для полупроводникового приборостроения, где используются свойства экситонного газа [15]. Время жизни триплетных возбуждений в ферромагнитных полупроводниках на много порядков выше, чем синглетных, что повышает роль триплетных экситонов в переносе энергии электронного возбуждения по кристаллу и увеличении их концентрации, так как ферромагнитный порядок из-за a-f — обменного взаимодействия в полупроводнике препятствует процессу переворота спина [16]. У межъямных экситонов происходит увеличение времени жизни вследствие локализации электронов и дырок в разных квантовых ямах и слабого перекрытия их волновых функций. Это также способствует повышению их концентрации. В гетеросистемах, например,. EuS-PbS, из-за большой разницы между диэлектрическими проницаемостями sPbS » sEuS происходит перераспределение электрической компоненты локального электромагнитного поля, что проявляется в усилении экситонов за счет взаимодействия с зарядами изображений [4].

В сверхрешетках, наряду с размерными эффектами, проявляются и туннельные, что связано с межъямным просачиванием электронов сквозь разделяющие их барьеры. Такие системы называют новым типом полупроводника из-за особенностей их зонной структуры, которая разбивается на минизоны под влиянием сверхрешеточного потенциала [17]. Это приводит к ряду свойств, отсутствующих у обычных полупроводников, например, отрицательному дифференциальному сопротивлению, обусловленному брегтовским отражением электронов от потенциального барьера на гетеропереходе.

К числу наиболее актуальных и перспективных проблем сегодня отнесены исследования, связанные с возможностью переноса пространственно ориентированного спина электрона из ферромагнитного материала в парамагнетик [11]. Начало новой электроники, базируется на физических эффектах, обусловленных спином, относят к открытию гигантского магнетосопротивления, которое наблюдали в тонкопленочных материалах, составленных из чередующихся магнитных и парамагнитных слоев. Сопротивление такого композита минимально, когда магнитные моменты в ферромагнитных слоях направлены параллельно, и максимально, когда они антинаправлены [1]. Общим для таких устройств является то, что в них используется металл. Недостатки такого подхода - невозможность усиливать сигналы, сложность интегрирования с полупроводниками, сильное межэлектронное взаимодействие и, главное, спиновая поляризация в таких структурах не превышает 10%. Поэтому в настоящее время интерес смещается в сторону использования вместо ферромагнитных металлов ферромагнитных полупроводников, позволяющих получить практически 100 % спиновую поляризацию (теоретически допустимая степень спиновой поляризации электронов в ФП составляет 96 % и ограничена только естественным размытием функции распределения Ферми на «хвосте» плотности состояний электронов). Данное обстоятельство делает перспективным применение именно ФП, а не ферромагнитных металлов в структурах, предназначенных обеспечивать высокую спиновую поляризацию потока эмиссии, в том числе, в туннельных структурах. Кроме того, использование в качестве основы наноразмерной гетеросистемы ферромагнитных полупроводников дает возможность управлять зонной структурой сверхрешетки при помощи внешних полей [18].

С ферромагнитными полупроводниками связывают и один из путей микроминиатюризации полупроводниковых устройств для информационных технологий — переход к спинтронике, где возможна запись магнитной памяти до предельной плотности [11]. Реализация логических операций в таких приборах предполагает использование квантовых точек размерами порядка одного нанометра.

Первые наблюдения спин-поляризованного тока отмечались в работах JL Эсаки и др., при исследовании туннельного тока между двумя нормальными металлами, разделенными магнитным полупроводником EuS [19]. Сегодня перспективными системами для* получения высоких значений спиновой поляризации электронов выступают гетеросистемы ферромагнитный полупроводник - парамагнитный полупроводник типа EuS-PbS, EuS-SmS и EuO-SrO. Данные исследования, преимущественно экспериментального характера, ориентированы на сохранение высоких значений спиновой поляризации. Следует отметить, что теоретический анализ гетеросистем на основе халькогенидных шпинелей весьма затруднен из-за сложной кристаллической структуры таких ФП. Поэтому теоретический интерес представляют наноразмерные гетеросистемы на основе нелегированных монохалькогенидов европия с простой кристаллической структурой (типа NaCl) в паре с парамагнитными сульфидами свинца, имеющими такую же кристаллическую структуры и постоянную решетки. В них отсутствует рассеяние электрона с изменением направления спина, что важно при анализе туннельных процессов в соответствующих сверхрешетках.

Объектом исследования данной работы являются наноразмерные гетеросистемы на основе ферромагнитных металлов и полупроводников.

Предмет исследования — влияние магнитного и обменного взаимодействий на свойства наноразмерных ферромагнитных гетеросистем.

Цели и задачи работы: 1. Исследование спиновой поляризации на поверхности ферромагнитных металлов, в диэлектрических прослойках мультислойных ферромагнитных структур типа Fe - Si, в наноразмерных гетеросистемах ЕиО — Со и EuO — SrO.

2. Анализ влияния магнитных взаимодействий на процессы перемагничивания и определение энергии связи этих взаимодействий в ферромагнитных мультислойных структурах Fe - SiO — Со, Со - SiO - Ni, Со - Ni и т.д.

3. Изучение механизмов влияния магнитных взаимодействий на магнитострикционные и гальваномагнитные параметры наноразмерных ферромагнитных гетероструктур на примере .Ni - SiO - Fe, Ni - SiO — Co, Fe -SiO - Co и т. д.

4. Исследование влияния косвенного обменного взаимодействия на минизонную структуру и энергетические диаграммы гетеросистем ферромагнитный полупроводник - парамагнитный полупроводник EuS - PbS и EuS - SmS.

5. Анализ возможности получения спин-поляризованного транспорта в наноразмерных гетеросистемах на основе ФП и расчет туннельной прозрачности (ТП) и степени спиновой поляризации электронов (ССПЭ) в гетероструктурах EuS - PbS и EuS - SmS.

6. Исследование условий образования бозе-конденсата из триплетных экситонов высокой плотности и большим временем жизни в ферромагнитных слоях наноразмерных гетероструктур типа EuS - PbS с учетом влияния s - f обменного взаимодействия.

7. Изучение возможности формирования реальных наноразмерных ферромагнитных гетеросистем на основе ферромагнитных металлов и полупроводников и применение их в микроэлектронике.

Основные идеи работы.

Вначале, используя методы теории потенциального рассеяния и приближение эмпирического метода сильной связи, рассчитать распределение спиновой поляризации на поверхности ферромагнитных наноразмерных слоев, а затем, применяя метод функционала электронной и спиновой плотностей решить вариационную задачу для определения спиновой поляризации в тонких прослойках, разделяющих ферромагнитные слои. Это позволит оценить и конкретизировать механизмы влияния магнитного и обменного взаимодействий на различные параметры наноразмерных ферромагнитных гетеросистем.

Затем на феноменологическом уровне провести проанализировать влияние магнитных взаимодействий на процессы перемагничивания, стрикционные и гальваномагнитные свойства наноразмерных ферромагнитных гетеросистем, провести экспериментальную проверку этих расчетов, а также измерить величину энергии связи магнитного характера.

Далее, методом огибающей функции в приближении эффективной массы рассчитать минизонную структуру сверхрешеток типа ФП - ПП и определить влияние s - f - обменного взаимодействия, используя вариационный подход, на распределение электронов в области гетероперехода таких наносистем.

Проанализировать транспортные свойства наноразмерных гетероструктур ФП - ПП с учетом обменного взаимодействия и определить время жизни, силу осциллятора и плотность триплетных экситонов в ферромагнитных полупроводниковых прослойках сверхрешеток.

Научная новизна.

В ходе выполнения работы впервые:

1. Проведен отбор новых гетеропар: EuO - SrO, EuS - PbS и EuS - SmS, удовлетворяющих требованиям максимального соответствия параметров кристаллических решеток (рассогласование менее 0,5%) и обладающих одинаковой сингонией.

2. Проведены расчеты и анализ энергетических диаграмм гетеропереходов и минизонной структуры сверхрешеток на основе халькогенидов европия, самария и свинца с учетом влияния s - f - обменного взаимодействия.

3. Определена туннельная прозрачность и энергетический спектр сверхрешеток типа ФП — ПП для потенциала произвольной формы с учетом влияния интерфейсных состояний, флуктуаций магнитного порядка и обменного взаимодействия.

4. Дан теоретический анализ условий создания устойчивого- бозе-конденсата из прямых и межъямных экситонов, рассчитаны их энергия - связи, время жизни, сила осциллятора и плотность в наноразмерых гетеросистемах на основе ферромагнитных полупроводников.

5. Разработан и строго обоснован метод расчета кривых квазистатического ■ перемагничивания наноразмерных мультислойных ферромагнитных пленок с учетом магнитного взаимодействия (метод вращающихся астроид).

6. Разработан метод измерения энергии связи между ферромагнитными пленками с теоретическими расчетами и экспериментальной проверкой.

7. Проанализированы свойства наноразмерных гетероструктур на основе ФП с целью их использования в спинтронике, в устройствах экситонной спектроскопии и различных областях современной микроэлектроники.

8. Выделены- новые типы квантовых ям: магнитные квантовые ямы, закрытые квантовые ямы.

Практическая и научная значимость, полученных в диссертации результатов определяется тем, что:

- проведен отбор новых гетеропар ФП — 1111 с максимальным соответствием кристаллических параметров, которые могут быть использованы в спинтронике и экситонной спектроскопии;

- предложен новый метод расчета петель гистерезиса многослойных ферромагнитных пленок с учетом магнитного взаимодействия;

- предложен новый метод измерения, энергии связи для многослойных ферромагнитных пленок с магнитным взаимодействием;

- ряд теоретических методов, разработанных для определения ТП (потенциал произвольной формы) или энергии связи экситонов (комбинированный метод на основе теории возмущения и, вариационной процедуры), могут быть использованы при решении других задач квантовой теории конденсированного состояния вещества и физики полупроводников;

- определены параметры и условия применения наноразмерных гетеросистем на основе ферромагнитных металлов и полупроводников в различных областях микроэлектроники (в спиновых и оптических транзисторах, лазерах и в качестве запоминающих сред).

На защиту выносятся:

1. Результаты теоретического анализа энергетических диаграмм и зонной структуры наноразмерных гетеросистем на основе ФП — ПП с учетом влияния s-f -обменного взаимодействия.

2. Теоретические исследования и результаты анализа условий образования устойчивого бозе-конденсата из прямых и межъямных экситонов в барьерных слоях из хальконида европия сверхрешоток.типа EuS-PbS.

3. Методы теоретических исследований и результаты расчетов туннельной прозрачности сверхрешеток типа ФП - ПП для потенциала произвольной формы с учетом спиновой поляризации электронов и влияния интерфейсных состояний, флуктуаций магнитного порядка и s-f -обменного взаимодействия

4. Метод расчета кривых квазистатического перемагничивания мультислойных ферромагнитных пленок с учетом влияния магнитного взаимодействия.

5. Метод измерения энергии связи между ферромагнитными слоями многослойных наноразмерных гетеросистем.

6. Методы исследования и результаты анализа распределения спиновой поляризации в наноразмерных гетеросистемах на основе ферромагнитных металлов и полупроводников.

7. Результаты теоретического анализа свойств наноразмерных гетероструктур на основе ФП с целью их применения в спинтронике, устройствах экситонной спектроскопии и приборах микроэлектроники.

Краткое содержание работы.

Во введении обосновывается- актуальность темы диссертации, сформулированы цели работы, ее научная и практическая значимость, перечисляются те результаты, которые являются новыми, приводятся, основные положения, выносимые на защиту, отражена структура, объем и содержание диссертационной работы.

Первая глава диссертации посвящена теоретическому анализу спинового распределения в наноразмерных гетеросистемах на основе ферромагнитных металлов и его влиянию на процессы квазистатического перемагничивания двухслойных ферромагнитных пленок, магнитострикцию и гальваномагнитные свойства таких структур. Предложен новый метод расчета петель гистерезиса двухслойных пленок' с учетом магнитостатического взаимодействия неелевского типа и размагничивающих полей формы пленок. Они сравниваются с петлями гистерезиса, полученными экспериментально с помощью эффекта Фарадея.

Распределение спиновой поляризации на поверхности ферромагнитных слоев и в диэлектрических прослойках проведено в приближении сильной связи и методам функционала электронной и спиновой плотностей.

В этой главе предложен метод измерения энергии взаимодействия между магнитными слоями. Даны теоретические расчеты этой связи и экспериментальные результаты ее измерения для двухслойных пленок различного состава, например Ni — SiO — Fe, Fe - SiO - Co и. т.д.

В заключении главы представлены экспериментальные результаты измерения магнитострикции и гальваномагнитных параметров двухслойных ферромагнитных пленок типа Со -Ni, Co-SiO-Ni, Fe -SiO-Co. Показано, что магнитное взаимодействие и электронный обмен существенно влияет на эти параметры наноразмерных структур.

Во второй главе диссертации представлены теоретические расчеты энергетических диаграмм гетеропереходов ФП -1111 в сверхрешетках типа EuS-PbS и EuS - SmS в рамках диффузионной модели Андерсона. Затем в этих расчетах было учтено влияние косвенного s — f — обменного взаимодействия, и соответствующий теоретический анализ энергетических диаграмм был проведен вариационным методом в комбинации с теорией возмущения.

Оказалось, что из-за влияния обменного взаимодействия электронная и спиновая плотности в области гетероперехода ФП — 1111 существенно изменяются. Это приводит к изменению размеров ферромагнитных участков и другому чередованию их с парамагнитными полосами в сверхрешетках.

В этой главе проведен расчет минизонной структуры сверхрешеток PbS — EuS и EuS — SmS в рамках метода огибающей функции в приближении эффективной массы. Применение граничных условий для огибающих F(z) позволило вычислить зонную структуру сверхрешеток после решения уравнения Шредингера с одномерно-периодическим потенциалом V{z) в зоне проводимости. Из-за полного согласования постоянных решеток ФП и ПП границы между слоями являются резкими, что позволило рассматривать потенциал как совокупность прямоугольных ям. Его влияние приводит к расширению энергетических уровней в квантовых ямах (слои PbS) в мини-зоны, ширина которых была получена из численных расчетов для композиционных систем с определенной толщиной слоев сверхрешеток.

При детальном анализе минизонной структуры сверхрешеток EuS - PbS и EuS - SmS возникает необходимость учета в таких системах образования нового типа квантовых ям: магнитных квантовых ям, образующихся под влиянием s — f — обменного взаимодействия и закрытых квантовых ям, которыми следует считать энергетические области из 4/ - полос в ферромагнитных барьерах, так как они находятся между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны. Причем под влиянием сверхрешеточного потенциала / - уровни размываются в минизоны.

Третья глава диссертации посвящена исследованию влияния обменного взаимодействия и ферромагнитного порядка на туннельные процессы в сверхрешетках на основе ферромагнитных полупроводников.

Решались задачи: определение туннельной прозрачности для разного направления спина туннелирующего электрона и нахождение величины спиновой поляризации электронов в гетеросистеме. При этом анализировалось влияние на туннельные свойства сверхрешеток EuS-PbS различных локализованных состояний. В роли периодических рассеивающих центров выступали 4/ - состояния европия. В расчетах учитывалось попадание энергии туннелирующего электрона в область энергий 4/ - состояний или достаточное удаление от неё. Вначале туннельная прозрачность определялась для нерезонансной области в рамках модели Кронига — Пенни, а 4/-состояния рассматривались как донорные примесные уровни. В расчетах учитывалось внутреннее обменное поле, связанное с ферромагнетизмом слоев, образующих барьер (EuS). Система уравнений для определения коэффициентов при функциях в области барьеров, и квантовых ям решалась с помощью метода трансферных матриц, которые переносят эти решения через границу яма -барьер. На основании проведенных вычислений показано, что вклад нерезонансного туннелирования по 4/- состояниям в барьере увеличивает общую туннельную прозрачность.

В этой главе проведен анализ влияния флуктуаций ферромагнитного порядка на спин-поляризованный транспорт- в сверхрешетках типа ФП — ПП и рассмотрено их действие на величину туннельной прозрачности. В случае предельно медленных флуктуаций обменного поля туннелирование является квазиупругим и прозрачность барьера имеет двухпиковую структуру. Когда их частота возрастает, туннелирование становится неупругим и прозрачность имеет вид лоренцевского пика.

Результаты расчетов показали, что в сверхрешетках PbS-EuS, когда слои EuS находятся в ферромагнитном состоянии, электронный транспорт будет всегда поляризован по спину. Вырожденное состояние слоев PbS позволяет получать поток спин-поляризованных электронов высокой плотности.

В зависимости от соотношения времени флуктуации магнитного момента и времени жизни в резонансном состоянии туннельная прозрачность в гетеросистеме на основе ферромагнитного полупроводника может быть как вырожденной по спину (случай предельно быстрых флуктуаций) так и расщепленной по спину (случай предельно медленных флуктуаций).

Далее проводится моделирование транспортных свойств сверхрешеток на основе магнитного полупроводника в рамках формализма вторичного квантования. Было определено влияние состояний локализованных в области гетероперехода на энергетический спектр гетеросистемы. Показано, что для решения данной задачи необходимо знать спектр состояний, локализованных вблизи гетерограницы, детальные расчеты которого были проведены в следующей главе.

Четвертая глава посвящена анализу энергетического спектра состояний локализованных в области гетероперехода. Задача решается в рамках многозонной модели Кейна, базирующейся на использовании метода сильной связи. Вначале проведено моделирование гетероперехода структур EuS - PbS и EuS - SmS с использованием слоевых орбиталей. Матричные элементы соответствующего модельного гамильтониана определялись путем сравнения экспериментальных и теоретических значений. Вначале туннельный и энергетический спектры рассчитывались без учета локализованных состояний. Их влияние на транспортные свойства в области гетероперехода анализировались методом функций Грина. Этот подход использовался при оценке влияния интерфейсных состояний на энергетический спектр и туннельную прозрачность гетеросистем EuS - PbS и EuS - SmS. Обобщение прямоугольной модели Кронига-Пенни на случай потенциала произвольной формы позволило в рамках метода трансферных матриц предусмотреть квантовые размерные эффекты в области приповерхностного заряда. В этом случае расчет энергетического спектра и туннельной прозрачности рассматриваемых гетероструктур можно было провести с учетом искривления зон вблизи гетеропереходов.

В данной главе также определено влияние инверсионных состояний на туннельный и энергетический спектры гетероструктур EuS-PbS и EuS—SmS. Расчет выполнен в рамках метода трансферных матриц путем обобщения модели на произвольную форму сверхрешеточного потенциала. Показано, что для толстослойных гетеросистем энергетический и туннельный спектры в области дна зоны проводимости будут иметь особенности, обусловленные состояниями, локализованными на границе приповерхностнго заряда.

В пятой главе диссертации исследуются условия образования триплетных прямых и межъямных экситонов и анализируется влияние на их энергию связи, время жизни, силу осциллятора и плотность обменного взаимодействия. В расчетах экситонного спектра используются гамильтонианы (для прямых и межъямных экситонов), где учитывается s-f-обменное взаимодействие. Волновые функции подбирались в виде линейной комбинации одночастичных функций с определенной локализацией дырки и электрона. При определении вариационного параметра, входящего в эти функции использовался метод теории возмущения в комбинации с вариационной процедурой решения уравнения Шредингера с соответствующим гамильтонианом, где малой величиной считалась энергия обменного взаимодействия.

Показано, что ограничение в плоскости квантовых ям позволяет получить достаточных критических плотностей экситонов. Это будет проявляться в росте экситонного рассеяния в наиболее низкие энергетические состояния в соответствие с их бозовской природой. А если электрон и дырка, локализуются, в разных слоях, то перекрытие волновых функций будет слабым и вероятность взаимной аннигиляции понизится.

Из анализа наноразмерной гетеросистемы типа ФП - 1111 следует, что они могут иметь широкое практическое приложение в приборах экситонной спектроскопии, оптических модуляторах, оптических транзисторах и лазерах, построенных на свойствах экситонного газа.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Головнев, Юрий Филиппович

Основные выводы и результаты работы

1. Методом функции Грина в приближении сильной связи и методом функционала электронной и спиновой плотности проведены расчеты распределения спиновой поляризации на поверхности ферромагнитного металла, например Ni, в диэлектрических прослойках многослойных ферромагнитных пленок типа Fe — Si и наноразмерных ферромагнитных гетеросистемах ЕиО - Со и EuO - SrO .

В приповерхностной области ферромагнитного металла степень спиновой поляризации электронов выше, чем в объеме. Это связано с понижением их плотности, сужением d — зоны и перетеканием электронов между поверхностными и объемными атомами при выравнивании уровня Ферми. Электроны, поляризованные по спину, затягиваются диэлектриком из-за снижения электростатического притяжения электронов к поверхностной области ферромагнетика, обедненной электронами. Между ферромагнитными о слоями, разделенными диэлектриком толщиной порядка 10 А, благодаря затягиванию» поляризованных электронов диэлектрической средой, устанавливается обмен электронами с сохранением спиновой поляризации.

2. Разработан и строго обоснован метод расчета кривых квазистатического перемагничивания двухслойных ферромагнитных пленок с магнитостатическим взаимодействием между слоями. Результаты теоретических расчетов подтверждены экспериментальными данными.

Разработан и строго обоснован экспериментальный метод измерения энергии магнитного взаимодействия между наноразмерными ферромагнитными слоями. С помощью него проведено измерение энергии связи в двухслойных ферромагнитных пленках различного состава — основы наноразмерных гетеросистем.

3. Проведены экспериментальные исследования влияния магнитного и обменного взаимодействий на магнитострикционные и гальваномагнитные параметры двухслойных ферромагнитных пленок. Они дали дополнительные сведения об упругих, электрических и магнитных свойствах наноразмерных ферромагнитных гетеросистем. Эти структуры не только суммируют свойства отдельных пленок, но и обладают рядом новых свойств, связанных, например, с появлением подзон в энергетическом спектре s — и d -электронов. Знак эдс Холла и величина поля насыщения диктуются свойствами более толстого слоя, так как его проводимость выше и обменная связь в меньшей степени изменяет его магнитную структуру. Одной из причин увеличения эффекта Холла в двойных системах является возрастание эффективной намагниченности, происходящее из-за обменного и магнитного взаимодействий.

4. Осуществлен отбор новых гетеропар: EuS - PbS, EuO - SrO и EuS -SmS, удовлетворяющих требованиям максимального соответствия параметров кристаллических решеток (рассогласование'составляет 0,17%, 0,41% и 0,01%, соответственно, при допустимом значении 0,5%) и обладающих одинаковой сингонией. Это обеспечило практически идеальный гетеропереход с низкой плотностью поверхностных состояний и дислокаций несоответствия, что позволило использовать в расчетах энергетических диаграмм гетеропереходов диффузионную модель Андерсона и принимать рассеяние электронов на границах сверхрешеток ФП - ПП зеркальным в расчетах туннельной прозрачности; применять в анализе влияния обменного взаимодействия на энергетический спектр, распределение спиновой и электронной плотностей в области гетеропереходов метод огибающих функций и вариационные процедуры.

5. Проведены расчеты энергетических- диаграмм гетеропереходов" EuS — PbS и SmS — EuS на базе модели Андерсона и вариационным методом дана оценка влияния s — f — взаимодействия на распределение электронной и спиновой плотностей в области гетерограницы ФП — 1111. Определены размеры ферромагнитных участков и высота барьеров на переходах EuS — PbS и EuS — SmS.

На основе метода огибающих функций с учетом влияния обменного взаимодействия рассчитана минизонная структура сверхрешеток EuS - PbS и EuS - SmS.

Показано, что благодаря s — f —обменному взаимодействию и наличию

6 7

4/ - и 4/ -уровней в запрещенных зонах SmS и EuS, соответственно, источником спин-поляризованных электронов может быть и слой халькогенида самария, так как на гетерогранице ионы последнего переходят в магнитноактивное состояние 4/6 —» 4/5 + е.

Анализ минизонной структуры сверхрешеток ФП - ПП показал, что благодаря обменному взаимодействию в них, образуется новый тип квантовых ям: магнитных и закрытых. Они существенно влияют на туннельную прозрачность систем ФП - ПП и спин-поляризованный транспорт электронов.

6. Методом трансферных матриц и методом сильной связи проведены расчеты туннельной прозрачности гетеросистем ФП - ПП с учетом влияния обменного взаимодействия. Дана оценка условий резонансного и нерезонансного туннелирования при наличии 4/ - состояний. Показано, что главный резонансный вклад в проводимость через 4/-зону дают только электроны, имеющие соответствующее направление спина.

В рамках метода функций Грина рассчитано влияние магнитного порядка на туннельные характеристики гетероструктур ФП — ПП и показано условие вырождения двухпиковой структуры в лоренцевскую.

Также учтено влияние инверсионных состояний на туннельную прозрачность и энергетический спектр этих гетеросистем. Расчеты для этих состояний проведены путем обобщения модели Кронига - Пенни на случай потенциала произвольной формы.

Результаты этого анализа корректны и применимы в технике проектирования устройств спиновой информатики и спиновых транзисторов, где используется спин — поляризованный ток.

7. Теоретико-групповыми методами изучены условия образования прямых и межъямных экситонов в сверхрешетках ФП —1111 и показано влияние обменного взаимодействия на энергию свзязи и другие параметры подобных коллективных возбуждений. Оценено воздействие внутреннего магнитного поля на время жизни и спектр межъямных экситонов, находящихся в триплетном состоянии со временем жизни много большем синглетного.

Установлено, что плотность таких экситонов возрастает до 10й см-3 и создаются условия для образования в таких системах устойчивого бозе-конденсата из прямых и межъямных экситонов до температур 16 К. Результаты этих исследований могут быть использованы в экситонной спектроскопии.

Заключение

В первой главе проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния магнитного и обменного взаимодействий на свойства наноразмерных гетеросистем на основе ферромагнитных металлов: вначале проанализировано распределение спиновой поляризации на поверхности ферромагнитных пленок, в диэлектрических прослойках многослойных магнитных структур и в области гетеропереходов; затем дана теоретическая оценка влияния этих взаимодействий на перемагничивание, магнитострикционные и гальваномагнитные параметры * двухслойных ферромагнитных пленок с экспериментальной проверкой этих расчетов, а также предложены метод измерения энергии таких взаимодействий и метод расчета петель гистерезиса, получившие строгое обоснование.

Во второй части работы проведен теоретический анализ влияния обменного взаимодействия на энергетические диаграммы и зонную структуру сверхрешеток на основе ферромагнитных полупроводников: прежде всего проведен качественный отбор гетеропар (ферромагнитный полупроводник — парамагнитный полупроводник), удовлетворяющих требованиям максимального соответствия параметров кристаллических решеток и обладающих одинаковой сингонией; построены энергетические диаграммы на основе диффузинной модели Андерсона и минизонная структура гетеросистем EuS-PbS и SmS- EuS; даны теоретические расчеты влияния обменного взаимодействия на их энергетические структуры, а также электронную и спиновую плотности в этих системах; показаны причины и условия образования нового типа квантовых ям в подобных сверхрешетках: магнитных квантовых ям и закрытых квантовых ям;

Проведенные в третьей главе теоретические расчеты туннельной прозрачности гетеросистем EuS-PbS и EuS- SmS методами трансферных матриц и методом сильной связи показали: наряду с процессами электронного транспорта по состояниям зоны проводимости, заметную роль играют переходы, связанные с туннелированием по 4/-уровням. При этом главный резонансный вклад в проводимость через 4/-зону дают только электроны, имеющие соответствующее направление спина. В» расчетах I туннельной прозрачности учтено также влияние обменного взаимодействия и определена степень спиновой поляризации электронов в подобных системах. проанализировано действие флуктуаций ферромагнитного порядка на спин-поляризованный транспорт в сверхрешетках типа ФП - ПП с использованием метода вторичного квантования. В четвертой главе гетерострукутры типа ФП — ПП описаны в рамках многозонной модели Кейна, базирующейся на методе сильной связи: определены туннельный и энергетический спектры гетероструктур без учета влияния локализованных состояний; изучено действие интерфейсных состояний на транспортные и минизонные параметры сверхрешеток на основе ферромагнитных полупроводников; дан анализ влияния инверсионных состояний на туннельный и энергетический спектры гетероструктур EuS—PbS и EuS—SmS. Проведены расчеты для барьерного потенциала произвольной формы. Все это позволяет, считать, что гетеросистемы ФП — ПП пердставляют большой практический интерес как материалы для «спиновых сверхрешеток», где возможна фильтрация электронов с разными проекциями спина.

Из теоретического анализа, проведенного в пятой главе, следует, что в наноразмерных гетеросистемах на основе ферромагнитных полупроводников благодаря обменному взаимодействию, разности диэлектрических проницаемостей, составляющих сверхрешетку ФП — ПП слоев, а также пространственных ограничений создаются условия для образования самых нижних энергий прямых и межъямных экситонов, а значит и образование из них бозе-конденсата высокой плотности.

Показанные особенности наноразмерных гетеросистем на основе ферромагнитных металлов и полупроводников, многие свойства которых определяются влиянием магнитного и обменного взаимодействий, свидетельствуют о широких возможностях их использования при создании современных устройств наноэлектроники. Сегодня при конструировании приборов высокочастотной микроэлектроники широко используются полупроводниковые гетероструктуры. В таких устройствах необходимо контролируемым образом создавать высокие концентрации электронов в ограниченных областях. В сверхрешетках на основе ферромагнитных (EuS) и парамагнитных (PbS) полупроводников высокую и, регулируемую концентрацию носителей можно создать в нанослоях халькогенида свинца, которые становятся потенциальными ямами между барьерами из широкозонных сульфидов европия. При этом максимальные скорости электронов в слоях PbS могут достигать 3-Ю7см/с.

Далее, частотный диапазон и быстродействие приборов определяется инерционными свойствами полупроводников. В полевых транзисторах эти характеристики зависят от управления проводимостью канала с помощью эффекта поля. Основные параметры (удельная крутизна и предельная частота) их можно улучшить, в частности, уменьшением длины канала и снижением паразитных сопротивлений. Это связано с подвижностью носителей заряда в канале и диэлектрическими свойствами широкозонного гетерослоя, который создает барьер, препятствующий инжекции электронов из канала.

Если активный канал легировать донорами, то возрастет значение крутизны, но тогда будет недостижима максимально высокая подвижность электронов. Такой недостаток можно устранить при использовании ферромагнитной гетеросистемы EuS-PbS, так как увеличение концентрации носителей в канале PbS происходит за счет перетекания электронов из слоя ферромагнитного полупроводника EuS.

В отличие от однородных каналов, высокая удельная крутизна для гетероструктур EuS-PbS, достигается и благодаря постоянству эффективной толщины общего канала из слоев PbS и постоянству толщины подзатворного диэлектрика EuS. При этом сохраняется высокая подвижность электронов и скорость насыщения в халькогениде свинца.

Особо следует отметить, что в гетероструктурах из ферромагнитных и парамагнитных полупроводников модуляцию величины проводимости канала можно реализовать не путем изменения его толщины, а с помощью внешнего магнитного поля, которое влияет на приповерхностную концентрацию электронов в области гетероперехода типа EuS-PbS. При отсутствии поля ориентация намагниченностей соседних слоев EuS будет антиферромагнитной и плотность электронов в соответствующих слоях PbS будет существенно различаться. При этом ориентация спинов, переходящих из слоя EuS в слой PbS также будет различной. Действие внешнего магнитного поля приведет к ферромагнитному направлению намагниченностей слоев халькогенида европия, что создает одинаковую концентрацию носителей тока в каналах PbS, а спины электронов выстраиваются в одном направлении.

Гетероструктуры EuS-PbS являются средами, удобными для спинового токопереноса и создания на их основе спиновых полевых транзисторов и других устройств спинтроники, так как по симметрии и кристаллическим параметрам халькогениды свинца и европия практически совпадают. В "тоже время обменное поле, созданное ^/-состояниями в запрещенной зоне EuS, поляризует по спину электроны проводимости, переходящие в канал (PbS) с сохранением степени поляризации практически до 100%. Инжекция таких электронов переводит сульфид свинца в вырожденное состояние и приближает его проводящие параметры к металлическим. Этому способствует и большая величина статической диэлектрической проницаемости слоя ePbs=195, повышающая подвижность носителей тока до /л~ 106 см!в-с, так как кулоновское взаимодействие в халькогеииде свинца намного ниже, чем в других полупроводниках. При определенной величине напряженности магнитного поля спины электронов проводимости изменяют ориентацию, в результате чего сопротивление канала и значение тока также изменяются.

При проведении количественных расчетов, позволяющих описать характеристики прибора, исходя из подвижности электронов, учитывалось, что в рассматриваемом полевом транзисторе электрическое поле в канале может быть достаточно сильным, поэтому основным параметром будет не подвижность носителей, а их скорость. На основании этого был проведен расчет крутизны g, где проводящим каналом являлась сверхрешетка на основе полупроводников PbS и EuS. Оказалось, что она может достигать максимального значения -8-102 мСм/мм [137].

Гетеросистемы типа ФП - ПП могут широко использоваться при создании и других устройств современной наноэлектроники: в качестве запоминающей среды при термомагнитной записи информации; в устройствах СВЧ - электроники; при создании транзисторов с отсутствием рекомбинации в эмиттере; в фотоприемниках инфракрасного излучения; в полупроводниковых лазерах ИК- диапазона, в спинтронике и экситонной спектроскопии; в оптических транзисторах и лазерах, где используются свойства экситонного газа.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Головнев, Юрий Филиппович, 2007 год

1. Кравченко В.Я. Поперечный электронный транспорт в слоистых металлических системах: Гигантское магнитосопротивление и инжекция спинов // ЖЭТФ. 2006. - Т. 129, вып. 5. - С. 955-962.

2. Добровицкий В.В., Звездин А.К., Попков А.Ф. Гигантское магнетосопротивление, спин-переориентационные переходы и макроскопические квантовые явления в магнитных наноструктурах // УФН. 1996. - Т. 166, № 4. - С. 439-446.

3. Ведяев А.В. Использование поляризованного по спину тока в спинтронике // УФН. 2002. - Т. 172, № 12. - С. 1458-1465.

4. Гиппиус Н.А. Влияние перераспределения электрического поля на электронные и оптические свойства наноструктур // УФН. 1997. — Т. 167, вып. 5.-С. 558-566.

5. Верцимаха А.В. Межъямные экситоны в полумагнитных полупроводниковых двойных квантовых ямах во внешнем магнитном поле // ФТТ. 2004. - Т. 46, вып. 5. - С. 919-923.

6. Меньшов В.Н., Тугушев В.В. Контактно-индуцированный магнетизм в наноструктурах на основе хрома с монослоями немагнитных металлов //ФТТ. 2006. - Т. 48, вып. 10.-С. 1883-1890.

7. Меньшов В.Н., Тугушев В.В. Индуцированные границы раздела состояния с несоизмеримой волной спиновой плотности в мультислояхтипа Fe/Cr II ФТТ. 2002. - Т. 44, вып 9. - С. 1650-1657. " ~

8. Иелон А. Взаимодействия в многослойных пленочных магнитных структурах // Физика тонких пленок. — М.: Мир, 1973. 228 с.

9. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры / Под. ред. Л. Чанга, К. Плога. М.: Мир, 1989. - 457 с.

10. Херман М.А. Полупроводниковые сверхрешетки. — М.: Мир, 1989.-513 с.

11. Борухович А.С. Особенности квантового туннелирования в мультислоях и гетероструктурах, содержащих ферромагнитные полупроводники // УФН. 1999. - Т. 169, №7. - С. 745-750.

12. Бехштедт Ф., Эндерлайн Р. Поверхности и границы раздела полупроводников. М.: Мир, 1990. - 485 с.S

13. Нагаев Э.Л. Физика магнитных полупроводников. — М.: Наука, 1979.- 431 с.

14. Кремер Г. Квазиэлектрическое поле и разрыв зон. Обучение электронов новым фокусам // УФН. 2002. - Т. 172, вып. 9. -С. 1087-1101.

15. Сейсян Р.П. Спектроскопия диамагнитных экситонов. — М.: Наука, 1984.-256 с.

16. Агранович В.М. Теория экситонов. — М.: Наука, 1968. 382 с.

17. Силин А.П. Полупроводниковые сверхрешетки // УФН. — 1985. — Т. 147, вып. З.-С. 485 -521.

18. Овесюк В.Н. Электронные процессы в полупроводниках с областями пространственного заряда. Новосибирск: Наука, 1984. -253 с.

19. Esaki L., Tsu R. Superlattice and negative differential conductivity in semiconductors // IBM J. Res. and Develop . -1970.-V. 14. P. 61.

20. Давыдов С.Ю., Марголин В.И. Намагниченность поверхности ферромагнетика // Поверхность. 1989. - № 2. - С. 5-12.

21. Nagaev E.L., Lazarev G.L. On the mechanism of chemiscorption on magnetic semiconductors // Surface Scientice. 1976. — V. 9. -P. 101 - 110.

22. Каутецкий Я., Фингерланд А. Расчет одноэлектронных квантовомеханических систем, включающих большую подсистему // Доклады Академии наук СССР. 1959. - Т. 125, № 4. - С. 841 - 844.

23. Schmeits M., Mazur A., Pollmann J. Scattering-theoretical method for relaxed and reconstructed surfaces with applications to GaAs (110) and Si (100) // Physical Review. 1983. - V. B27. - P. 5012- 5031.

24. Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. М.: Мир, 1983.-310 с.

25. Koutecky J. A method for the calculation of localization energies // Phys. Rev. 1960. - V.120. - P. 1212 - 1220.

26. Koutecky J. Surface states of a semi-infinite diamond crystal limited by the (100) plane // Czech J. Phys. 19'62. - V. В12. - P. 184.

27. Koutecky J., Tomasek M. Simple model of surface and chemisorption states on the (111) plane of ZnS type crystals // Surface Science. 1965. -V.3.-P. 333 - 347.

28. B. Djafari-Rouhani, L. Dobrzynski, M. Lannoo. Surface and interface states of (111) faces of semiconductors // Surface Science. 1978. -V. 11.-P. 24 - 36.

29. Меньшов B.H., Тугушев B.B. Межслоевая обменная связь в наноструктурах железо/кремний // ЖЭТФ. 2006. - Т. 130, вып 1 (7). -С. 89-105.

30. Меньшов В.Н., Тугушев В.В. Механизм межслоевой магнитной связи в наноструктурах типа железо-хром // ЖЭТФ. 2004. - Т. 125, вып. 1.-С. 136-149.

31. Электронно-статическая теория металлов и ионных кристаллов / Ухов В.Ф., Кобелева P.M., Г.В. Дедков и др. М.: Наука, 1982. - 160 с.

32. Вонсовский С.В. Магнетизм. -М.: Наука, 1971. 1032 с.

33. Магнитный резонанс в многослойных магнитных пленках системы Gd/Si/Co / Г.С. Патрин, В.О. Васьковский, А.В. Свалов и др. //ЖЭТФ. -2006. -Т. 129, вып. 1.-С. 150 155.

34. Гуденаф Д. Магнетизм и химическая связь. — М.: Металлургия, 1963.-325 с.

35. Метфессель Э., Маттис Д. Магнитные полупроводники. М.: Мир, 1972.-406 с.

36. Головнев Ю.Ф., Панин В.А., Прохорова Т.А. Хемосорбция на поверхности магнитных халькогенидов // Труды XVIII Международного совещания по температуроустойчивым функциональным покрытиям. Тула, 2001. - С. 43 - 49.

37. Получение монокристаллических слоистых ферро-феритовых пленок и некоторые их магнитные свойства / Ю.Ф. Головнев, В.В. Левенко, А.И. Комалов и др. // Известия вузов. Сер. Физика. 1974. -№ 5. - С. 63- 67.

38. Pollmann J., Socrates Т. Pantelides. Scatter-theoretic approach to the electronic structure of semiconductor surfaces: The (100) surface of tetrahedlar semiconductors SiC>2 // Physical Review. 1978. - V. 18, № 10. -P. 5524-5543.

39. Dandekar N.V., Madhukar A., Lowy D.N. Study of the electronic structure of model (110) surfaces and interfaces of semi-infinite III-V compound semiconductors: The GaSb-InAs system // Physical Review. -1980.-V. 21, № 12.-P. 5687 -5691.

40. Kriiger P., Mazur A., Pollmann J. First-principles electronic structure theory for semi-infinite semiconductors with applications to Ge (001) and Si (001) // Physical Review Litters. 1986. - V. 57, № 12. - P. 1468 - 1471.

41. Шик А.Я. Сверхрешетки периодические полупроводниковые структуры // Физика и техника полупроводников. - 1974. - Т. 8, вып. 10.-С. 1841 - 1864.

42. Shik A.Ya., Shmartsev Yu.V. On the theory of non-ideal heterojuctions // Phys. Stat. Sol. 1981. - V. 64, № 2. - P. 723 - 734.

43. Доменная структура тонких (1-80 мкм) эпитаксиальных кристаллов никеля и кубического кобальта / Ю.Ф. Головнев, В.В. Левенко, А.И. Комалов и др. // Труды 6-го Международногоколлоквиума по тонким магнитным пленкам. Минск- 1974. — С.123 - 128.

44. Головнев Ю.Ф., Кудряшова И .Я. Плоский эффект Холла в двойных магнитных пленках // Труды Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений Красноярск, 1971. - С. 47-50.

45. Головнев Ю.Ф. Косвенный обмен в приповерхностной области магнитного полупроводника, контактирующего с металлом // Физика магнитных явлений: Труды XVI Всесоюзной конференции. Тула, 1983.-С. 105 - 107.

46. Головнев Ю.Ф., Савченко М.К. Анализ квазистатического перемагничивания двухслойных пленок с учетом влияния поверхностной энергии связи // Известия вузов. Сер. Физика. 1967. -№6.-С. 18-23.

47. Головнев Ю.Ф. Модель поверхности магнитного полупроводника // Новые магнитные материалы для микроэлектроники: Тезисы доклада IX Всесоюзной школы-семинара. Саранск. - 1984. - С.115.

48. Головнев Ю.Ф. Петли гистерезиса магнитостатически связанных двухслойных пленок // Известия вузов. Сер. Физика.- 1972. №~4. -С.24-31.

49. Головнев Ю.Ф., Прищева А.Г., Савченко М.К. Критические кривые магнитостатических связанных ферромагнитных пленок // Физика металлов и металловедение. — 1973. Т. 35, вып. 1. — С. 71-77.

50. Об измерении энергии связи в двухслойных ферромагнитных пленках / Ю.Ф. Головнев, И.Я. Ганжа, М.К. Савченко и др. // Известия АН СССР. Сер. Физика. 1967 . - Т. 31, № 5. - С. 779 -782.

51. Влияние толщины прослойки на энергию связи Неля двухслойных магнитных пленок /Ю.Ф. Головнев, И.Я. Ганжа, М.К. Савченко и др. // Известия вузов. Сер. Физика. — 1968. № 4-С. 29-37.

52. Головнев Ю.Ф., Канн С.В., Савченко М.К. Наблюдение доменной структуры в двухслойных магнитных пленках при помощи эффекта Фарадея // Аппаратура и методы исследования тонких магнитных пленок: Труды Всесоюзного симпозиума. Красноярск, 1968.-С. 21-27.

53. Головнев Ю.Ф., Савченко М.К. Измерения поля взаимодействия границ в двухслойных магнитных пленках // Аппаратура и методы исследования тонких магнитных пленок: Труды Всесоюзного симпозиума. Красноярск, 1968. - С. 34- 41.

54. Головнев Ю.Ф., Бессмертный А.В. Магнитострикционное взаимодействие в многослойных ферромагнитных пленках // Исследования в области физики конденсированного состояния вещества: Труды БИЕН БФ СОАН СССР. 1976. - Вып. 16. -С. 161- 165.

55. Головнев Ю.Ф., Добровольский Н.М., Надеждина Е.Е. Расчет кулоновских и обменных интегралов методом оптимальных коэффициентов // Известия ТулГУ. Сер. Математика, механика, информатика. 2002. -Т. 8, вып. 1.- С. 29-40.

56. Головнев Ю.Ф., Кудряшова И.Я. Эффект Холла в двойных магнитных пленках // Исследования в области физики конденсированного состояния вещества: Труды БИЕН БФ СОАН СССР. 1976.- Вып. 16.- С. 166- 171.

57. Головнев Ю.Ф., Кудряшова И.Я. Плоский эффект Холла в двойных магнитных пленках // Исследование в области молекулярной физики: Труды БИЕН БФ СОАН СССР. 1971. - Вып. 3. - С. 36-43.

58. Головнев Ю.Ф. Распределение магнитных моментов на поверхности никеля // Физика магнитных явлений: Труды XVII Всесоюзной конференции. Донецк, 1985. - Т. 2. — С. 97-99.

59. Головнев Ю.Ф. Возрастание магнитного момента атомов никеля на поверхности пленки // Труды докладов XI Всесоюзной школы-семинара новых магнитных материалов микроэлектроники. — Ташкент, 1988.-С. 105 107.

60. Головнев Ю.Ф. Расчет магнитных параметров поверхности никеля методом функции Грина в приближении сильной связи // Физика магнитных явлений: Тезисы докладов XIX Всесоюзной конференции. Ташкент, 1991. - С. 41- 43.

61. Головнев Ю.Ф. Распределение спиновой поляризации в диэлектрической прослойке в двухслойной ферромагнитной пленке // Материалы 5-го Всероссийского координационного совещания педвузов по магнитным материалам. — Астрахань, 1989. С. 123 - 125.

62. Головнев Ю.Ф. Распределение магнитного момента в слоистых пленочных структурах // Труды докладов XII Всесоюзной школы-семинара новых магнитных материалов микроэлектроники. -Астрахань, 1992. С. 45 - 47.

63. Головнев Ю.Ф., Панин В.А., Прохорова Т.А. "Электронная структура границы раздела SrO-EuO // Известия ТулГУ. Сер. Математика, механика, информатика. 2001. - Т.7, вып. 2. — С. 65- 69.

64. Головнев Ю.Ф., Панин В.А., Прохорова Т.А. Электронные состояния на гетерогранице Sr-EuO // Известия ТулГУ. Сер. Математика, механика, информатика. — 2001. — Т. 7, вып. 2. — С.151-153.

65. Алферов Ж.И. Двойные гетероструктуры: концепция и применения в физике, электронике и технологии // УФН. 2002. -Т. 172, №9.-С. 1068-1086.

66. Масюкова Н.И., Фарберович О.В. Теоретическое исследование электронной структуры и электрофизических свойств моносульфида самария // ФТТ. 1970. - Т. 12, вып. 10. - С. 2138 - 2145.

67. Капустин В.А. Аномальные явления переноса в халькогенидах европия. Л.: Наука, 1977. - 82 с.

68. Голубков А.В., Гончарова Е.В., Жузе В.П. Физические свойства халькогенидов редкоземельных элементов. Л.: Наука, 1973. - 323с.

69. Цидильковский И.М. Зонная структура полупроводников. М.: Наука, 1978.-328 с.

70. Королева Л.И. Магнитные полупроводники. — М.: Физический факультет МГУ, 2003. 312 с.

71. Самохвалов А.А. Магнитные редкоземельные полупроводники // Редкоземельные полупроводники. Л.: Наука, 1977. - 285 с.

72. Anderson R. L. Germanium-gallium arsenide heterojunctions // IBM Journ. Res. Dev. 1960. - V. 4. - P. 2832 - 2845.

73. Квантоворазмерные эффекты в люминесценции тонких пленок сульфида свинца и сверхрешеток PbS-EuS / И.В. Колесников, В.А. Литвинов, А.Ю. Сипатов и др. // ЖЭТФ. 1988. - Т. 94. - С. 239 - 242.

74. Ковалев А.Н. Современные направления и проблемы создания полевых транзисторов на AlGaN/GaN гетероструктурах // Материалы электронной техники. - 2001. - № 2. - С. 4 - 10.

75. Милне А., Фойхт Д. Гетеропереходы и переходы металл -полупроводник. М.: Мир, 1975. - 497 с.

76. Головнев Ю.Ф., Никольская Л.В. Построение зонных диаграмм гетероперехода методом Андерсона и расчет зонной структурысверхрешетки PbS-EuS методом эффективной массы // Известия ТулГУ. Сер. Математика, механика, информатика. Т. 10, вып. 3. - С. 31- 40.

77. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.B. Магнитные сверхрешетки на основе гетероструктуры EuS-PbS // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Труды XIX Международной школы-семинара. М.,2004.-С. 889- 891.

78. Головнев Ю.Ф., Ермолов А.В. Расчёт тунельной прозрачности магнитной гетероструктуры PbS EuS - PbS // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Труды XIX Международной школы-семинара. - М., 2004. - С. 892 - 894.

79. Kroemer Н. Theory of a wide-gap emitter for transistors // RCA Rev — 1957.-V. 18.-P. 332-338.

80. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.B., Ермолов А.В. Резонансное туннелирование в сверхрешетках на основе ферромагнитных полупроводников // Фундаментальные и прикладные проблемы физики: Тезисы докладов 4-ой Международной конференции — Саранск, 2003. — С. 95.

81. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.B., Ермолов А.В. Решение системы волновых уравнений для периодических структур методом трансферных матриц // Известия ТулГУ. Сер. Математика, механика, информатика. 2003. - Т.9, вып.2. - С. 47 - 52.

82. Головнев Ю.Ф. Гетероструктуры на основе халькогенидов европия и свинца / Ю.Ф. Головнев, JI.B. Никольская // Вестник ТГПУ им. JI.H. Толстого. Естественные и физико-математические науки.2005.-С. 91 -98.

83. Стерн Ф. Новое в исследовании, поверхности твердого тела. М.: Мир, 1977. - Вып. 2. - С. 280 - 305.

84. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.B. Магнитные сверхрешетки на основе гетероструктуры EuS-PbS // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Материалы XIX Международной школы-семинара -М., 2004.-С. 889- 891.

85. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.B. Влияние ферромагнитного порядка на энергетическую диаграмму гетероперехода PbS-EuS // Вестник ТГПУ им. JI.H. Толстого. Естественные и физико-математические науки. 2005. - С. 205 - 209.

86. Бамбуров В.Г., Борухович А.С., Самохвалов А.А. Введение в физико-химию ферромагнитных полупроводников. М.: Металлургия, 1988.-206 с.

87. Головнев Ю.Ф., Парамонов А.В. Квантовые магнитные ямы в сверхрешетках из магнитных и немагнитных полупроводников // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Сборник трудов XIX Международной школы семинара. - М., 2002. - С. 244 - 246.

88. Головнев Ю.Ф., Парамонов А.В. Расчёт зонной структуры сверхрешёток // Современные проблемы математики, механики, информатики: Тезисы докладов Международной научной конференции. Тула, 2004. - С. 69 - 71.

89. Головнев Ю.Ф. Метод трансферных матриц для модели Кронига -Пенни при произвольной форме потенциала в приложении к сверхрешёткам // Современные проблемы математики, механики,информатики: Тезисы Международной научной конференции. Тула,2004.-С. 83 85.

90. Golovnev J.F., Nikolskaja L.V. Heterostructures from magnetic and paramagnetic semiconductors for spintronics // Physics of Electronic Materials: 2-nd International Conference Proceedings. — Kaluga, 2005. -V. 2.-P. 244-248.

91. Головнев Ю.Ф., Парамонов А.В. Механизм образования сверхрешетки ферромагнетик парамагнетик в гетероструктуре SmS — EuS // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Материалы XIX Международной школы-семинара. — М., 2004. -С. 424 - 426.

92. Головнев Ю.Ф., Парамонов А.В. Расчет зонной структуры сверхрешеток SmS EuS // Современные проблемы математики, механики, информатики: Тезисы докладов Всероссийской научной конференции. - Тула, 2004. - С. 69 - 71.

93. Головнев Ю.Ф., Парамонов А.В. Моделирование и расчет гетероперехода и сверхрешетки на основе моносульфидов самария и европия // Известия ТулГУ. Сер. Математика, механика, информатика. 2004. - Т. 10, вып. 3. - С. 41 - 47.

94. Golovnev J.F., Paramonov A.V. Energy distribution of electrons in a superlattice from magnetic semiconductors SmS-EuS // Physics of Electronic Materials: 2-nd International Conference Proceedings. Kaluga,2005.-V. 2.-P. 313 317.

95. Головнев Ю.Ф., Парамонов А.В. Расчет зонной структуры в приближении огибающей функции для сверхрешеток из магнитных полупроводников // Известия ТулГУ. Сер. Математика, механика, информатика. 2002. - Т. 8, вып. 2. - С. 77 - 81.

96. Головнев Ю.Ф., Ермолов А.В. . Расчет энергетического спектра сверхрешетки PbS EuS // Физика и технология микро- и наноструктур: Материалы 7-ой научной молодежной школы по твердотельной электронике. - СПб., 2004. - С. 30.

97. Головнев Ю.Ф., Никольская Л.В., Ермолов А.В. Расчет энергетического спектра сверхрешетки PbS EuS // Неорганическая химия. - СПб. - 2005. - С. 21 - 42. .

98. Яковлев Ю.М., Меркулов А.И. Магнитные полупроводники для устройств функциональной электроники // Обзоры по электронной технике. Сер. Материалы. М.: Электроника. - 1983. - Вып. 9. — 310 с.

99. Golovnev J.F., Ermolov A.V. The analysis of zoned structure of a superlattice for spinpolarized transport // Physics of Electronic Materials: 2-nd International Conference Proceedings. Kaluga, 2005.- V. 2.-P. 309-313.

100. Дэвисон С., Левин Дж. Поверхностные (таммовские) состояния. — М.: Мир, 1973.-232 с.

101. Головнев Ю.Ф., Ермолов А.В. Изменение энергетического спектра сверхрешетки PbS EuS под влиянием состояний, локализованных на границах гетеропереходов // Известия ТулГУ. Сер. Физика. - 2005. - Вып. 5. - С. 83 - 103.

102. Головнев Ю.Ф. Ермолов А.В. Влияние 4/7-состояний ферромагнитного компонента на туннельную прозрачность гетероструктур SmS EuS // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Материалы XX Междунар. школы - семинара. -М., 2006.-С. 997-998.

103. Головнев Ю.Ф., Ермолов А.В. Спин-поляризованный транспорт в гетероструктурах PbS EuS и SmS - EuS // Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии: Тезисы докладов VI Международной конференции. - Кисловодск, 2006. - С. 104 - 105.

104. Ларионов А.В. Коллективное состояние межъямных экситонов в GaAs / AlGaAs двойных квантовых ямах при импульсном резонансном возбуждении // Письма в ЖЭТФ. 2002. - Т. 75. -С. 233 -235.

105. Головнев Ю.Ф., Никольская Л.В. Гетероструктуры из ферромагнитных и парамагнитных • полупроводников // Физика и технология микро- и наноструктур: Материалы 7-ой научной молодежной школы по твердотельной электронике. — СПб., 2004. — С.31.

106. Гомбаш П. Проблема многих частиц в квантовой механике. М.: Изд. иностр. лит., 1953. - 276 с.

107. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.В. Экситоны в сверхрешетках PbS-EuS // Известия ТулГУ. Сер. Физика. 2005. - Вып. 5. -С. 104-110.

108. Головнев Ю.Ф., Никольская Л.В. Прямые и межъямные экситоны в магнитных наноструктурах // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Материалы XX Междунар. школы-семинара. М., 2006.-С. 999- 1000.

109. Комаров А.В., Рябченко С.М. Магнитооптические исследования и двойной оптико-магнитный резонанс экситонной полосы в CdTe: Mn 2+ // ЖЭТФ. 1977. - Т. 73, вып. 2 (8). -С. 608 -618.

110. Головнев Ю.Ф., Никольская Л.В. Получение высокой экситонной плотности в сверхрешетках на основе ферромагнитных полупроводников // Взаимодействие света с веществом: Материалы 5-ой Теренинской научно-практической конференции. Калуга, 2006.- С. 124-128.

111. Головнев Ю.Ф., Никольская Л.В. Расчет энергии связи триплетных экситонов в гетероструктурах PbS EuS // Тезисы докладов 7-ой Всероссийской молодежной конференции по физикеполупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. — СПб.-2005.-С. 15.

112. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.B. Применение сверхрешеток на основе ферромагнитных полупроводников в оптоэлектронных приборах // Опто-, нанотехнологии и микросистемы: Тезисы докладов VIII Международной конференции. Ульяновск, 2006. - С. 57.

113. Головнев Ю.Ф., Никольская JI.B. Прямые и межъямные экситоны в магнитных наноструктурах // Известия РАН. Сер. Физика. 2007. -Т. 71, № 11.-С. i664- 1666.

114. Головнев Ю.Ф., Лаковцев А.Б. Бозе-конденсация межъямных экситонов в сверхрешетках на основе ферромагнитных полупроводников // Актуальные проблемы физики твердого тела: Сборник докладов Международной научной конференции. Минск, 2007.-Т. 1.-С. 242 -243.

115. Головнев Ю.Ф., Нургулеев Д.А. Туннельная прозрачность многобарьерных структур EuS / PbS // Актуальные проблемы физики твердого тела: Сборник докладов III Международной научной конференции. Минск, 2007. - Т. 2. - С. 141-142.

116. Головнев Ю.Ф., Нургулеев Д.А. Одноэлектронный прибор на основе реализации процесса туннелирования в гетеросистемах типа EuS/PbS // Опто -, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: Труды IX Международной конференции. Ульяновск, 2007. - С. 76.

117. Головнев Ю.Ф., Лаковцев А.Б. Оптические свойства квантово-размерных структур на основе ферромагнитных полупроводников // Опто -, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: Труды IX Международной конференции. Ульяновск, 2007. - С. 205.

118. Головнев Ю.Ф., Ермолов А.В. Гетеросистема EuS-SmS и PbS-SmS-EuS как инжектор и детектор спин-поляризованных электронов // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: Труды IX Международной конференции. Ульяновск, 2007.-С. 230. -----

119. Головнев Ю.Ф., Нургулеев Д.А. Резонансное туннелирование в гетероструктурах на основе ферромагнитных полупроводников // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук: Труды 50-й научной конференции МФТИ. — М., 2007. Т. 5. — С. 141-144.

120. Головнев Ю.Ф., Сидорова И.Г. Влияние ферромагнитного порядка на энергетическую диаграмму гетероперехода EuO-SrO1. Иг) (ш)

121. Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук: Труды 50-й научной конференции МФТИ. М., 2007. - Т. 5. -С. 149-152.

122. Головнев Ю.Ф., Абанин А.С. Расчет энергетической зонной диаграммы гетероперехода SmS-EuS // Современные проблемы фундаментальных и прикладных ' наук: Труды 50-й научной конференции МФТИ. М., 2007. - Т. 5. - С. 128-129.

123. Головнев Ю.Ф., Лаковцев А.Б. Экситоны в сверхрешетках на основе редкоземельных полупроводников // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук: Труды 50-й научной конференции МФТИ. М., 2007. - Т. 8. - С. 68-69.

124. Головнев Ю.Ф., Никольская Л.В., Парамонов А.В. Ферромагнитные гетеросистемы для полевых транзисторов // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук: Труды 50-й научной конференции МФТИ. М.5 2007. - Т. 2. -С. 126-128.

125. Головнев Ю.Ф. Наноразмерные ферромагнитные гетеросистемы. Тула: Изд-во ТГПУ, 2007. - 262 с. ---

126. Golovnev J.F., Nikol'skaya L.V. Direct and Interwell Excitons in Magnetic Nanostructures // Bulletin of the Russian Academy of Scientices: Physics. 2007. - V.71, № 11.-P. 1623 - 1625.