Трансформація нестаціонарних станів спінової підсистеми напівмагнітного напівпровідника в гріючих електричних полях

Abstract

Для спінової підсистеми напівпровідника з глибоким домішковим рівнем, що створюється елементом з незаповненою 3d- або 4f-оболонкою, отримано систему диференційних рівнянь для розрахунку просторово-часових розподілів концентрації та ступеня спінової поляризації зонних електронів і магнітних іонів від величини керуючих параметрів. За допомогою числових методів досліджено трансформацію динамічних станів спінової підсистеми і описано її в термінах теорії самоорганізації – розмірності Хаусдорфа та показників Ляпунова. Показано, що спінова підсистема у InP:Fe в актуальній області електричних полів стійка до зміни зовнішніх факторів і залежно від значень напруженості поля може перебувати у п’яти стійких станах, у п’ятикратно виродженому стані або у стані детермінованого хаосу. For spin subsystem in semiconductor with deep impurity level, created by an element with incomplete 3d- or 4f-shell the differential equation system has deen obtained. It allows the calculation of space-time concentration distributions and spin polarization degree for the band electrons and magnetic ions as a function of control parameters. The transformation of dynamic states of the obtained system was investigated numerically and it was described in terms of the theory of self-organization, namely Hausdorff dimension and Lyapunov exponents. It was shown that spin subsystem of InP:Fe in the range of the actual electrial fields is stable under external factor changes and depending on field intensity it is possible for the system to be between the five stable states, five-multiple degenerated state or in the state of deterministic chaos.