Теоретическое исследование эффективного g-фактора квантовой проволоки Cd1-xMnxTe при комбинированном воздействии приложенного магнитного поля, спин-орбитальной связи и обменных эффектов
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-274-281
Аннотация
В этой статье формула энергии для носителя заряда (e), заключенного в квантовой яме разбавленного магнитного полупроводника (DMS) QW, изготовленной из Cd1-xMnxTe, получена и использована для расчета плотности состояний (DOS) и g-фактора Ланде. Исследуются уровни Ландау в квантовой проволоке, помещенной в однородное магнитное поле вдоль ее оси, с учетом наличия спин-орбитального взаимодействия Рашбы и обменного эффекта. Эти эффекты изменили DOS и уровни Ландау. Исследуется g-фактор электрона для самого низкого состояния. Наши результаты показывают, что g-фактор сильно зависит от комбинированных эффектов магнитного поля и величины спин-орбитального взаимодействия Рашбы. G-фактор может изменяться в широком диапазоне значений для объемного значения от 2 до 300, что делает его хорошим кандидатом для спинтронных приложений.
Об авторах
М. Эльсаид
Department of Physics, An-Najah National University
Палестина
Палестина
Д. Далиах
Department of Physics, An-Najah National University
Палестина
Палестина
А. Шаер
Department of Physics, An-Najah National University
Палестина
Палестина
М. Али
Department of Physics, An-Najah National University
Палестина
Палестина
Список литературы
1. Zarkevich N.A., Zverev V.I. Viable materials with a giant magnetocaloric effect. Crystals, 2020, 10 (9), 815.
2. Ali A.A., Shaer A., Elsaid M. Simultaneous effects of Rashba, magnetic field and impurity on the magnetization and magnetic susceptibility of a GaAs-semiconductor quantum ring. J. of Magnetism and Magnetic Materials, 2022, 556, 169435.
3. Xiang G., Wang Y.G. Exploring electronic-level principles how size reduction enhances nanomaterial surface reactivity through experimental probing and mathematical modeling. Nano Research, 2022, 15, P. 3812–3817.
4. Shaer A., Elsaid M.K. The Gaussian impurity effect on the electronic and magnetic properties of an electron confined in a lateral quantum dot. Nanosystems: Phys., Chem., Math., 2022, 13 (3), P. 265–273.
5. Shaer A., Y¨ucel M.B., Kasapoglu E. Hydrostatic pressure and temperature dependent optical properties of double inverse parabolic quantum well under the magnetic field. Physica B: Condensed Matter, 2024, 685, 416057.
6. Tsolovikos A., Jariwala A., Suryanarayanan S., Bakolas E., Goldstein D. Separation delay in turbulent boundary layers via model predictive control of large-scale motions. Physics of Fluids, 2023, 35 (11), 115118.
7. Evseev S.S., Burmistrov I.S., Tikhonov K.S., Kachorovskii V.Y. Effect of elastic disorder on single-electron transport through a buckled nanotube. Physical Review Research, 2022, 4 (1), 013068.
8. Kim W.Y., Choi Y.C., Kim K.S. Understanding structures and electronic/spintronic properties of single molecules, nanowires, nanotubes, and nanoribbons towards the design of nanodevices. J. of Materials Chemistry, 2008, 18 (38), P. 4510–4521.
9. Zeng Z., Zhou C., Zhou H., et al. Spectral evidence for Dirac spinons in a kagome lattice antiferromagnet. Nature Physics, 2024, 20, P. 1097-–1102.
10. Xiao J., Liu P., Wang C.X., Yang G.W. External field-assisted laser ablation in liquid: An efficient strategy for nanocrystal synthesis and nanostructure assembly. Progress in Materials Science, 2017, 87, P. 140–220.
11. Elsabahy M., Heo G.S., Lim S.M., Sun G., Wooley K.L. Polymeric nanostructures for imaging and therapy. Chemical reviews, 2015, 115 (19), P. 10967–11011.
12. Kasapoglu E., Ungan F., Duque C.A., Yesilgul U., Mora-Ramos M.E., Sar H., So I. The effects of the electric and magnetic fields on the nonlinear optical properties in the step-like asymmetric quantum well. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2014, 61, P. 107–110.
13. Bouazra A., Nasrallah S.A.B., Said M. Theory of electronic and optical properties for different shapes of InAs/In0. 52Al0. 48As quantum wires. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2016, 75, P. 272–279.
14. Khordad R. Optical properties of quantum wires: Rashba effect and external magnetic field. J. of luminescence, 2013, 134, P. 201–207.
15. Khoshbakht Y., Khordad R., Rastegar Sedehi H.R. Magnetic and thermodynamic properties of a nanowire with Rashba spin–orbit interaction. J. of Low Temperature Physics, 2021, 202, P. 59–70.
16. Mehdiyev B.H., Babayev A.M., Cakmak S., Artunc E. Rashba spin–orbit coupling effect on a diluted magnetic semiconductor cylinder surface and ballistic transport. Superlattices and Microstructures, 2009, 46 (4), P. 593–602.
17. Gharaati A., Khordad R. Electron g-factor in quantum wire in the presence of Rashba effect and magnetic field. Superlattices and Microstructures, 2012, 51 (1), P. 194–202.
18. Babanlı A.M., Artunc¸ E., Kasalak T.F. Electron g-Factor in Diluted Magnetic Semiconductor Quantum Well with Parabolic Potential in the Presence of Rashba Effect and Magnetic Field. Zeitschrift f¨ur Naturforschung A, 2015, 70 (2), P. 109–114.
19. Kumar M., Lahon S., Jha P.K., Mohan M. Energy dispersion and electron g-factor of quantum wire in external electric and magnetic fields with Rashba spin orbit interaction. Superlattices and Microstructures, 2013, 57, P. 11–18.
20. De Sousa R., Sarma S.D. Gate control of spin dynamics in III-V semiconductor quantum dots. Physical Review B, 2003, 68 (15), 155330.
21. Rodrigues L.N., Inoch W.F., Gomes M.L.F., Couto Jr.O.D.D., Archanjo B.S., Ferreira S.O. Localized-states quantum confinement induced by roughness in CdMnTe/CdTe heterostructures grown on Si(111) substrates. J. of Semiconductors, 2024, 45 (9), 092301.
22. Furdyna J.K. Diluted magnetic semiconductors. J. of Applied Physics, 1988, 64 (4), R29–R64.
23. Jin H., Livache C., KimW.D., Diroll B.T., Schaller R.D., Klimov V.I. Spin-exchange carrier multiplication in manganese-doped colloidal quantum dots. Nature materials, 2023, 22 (8), P. 1013–1021.
24. Brandt N.B., Moshchalkov V.V. Semimagnetic semiconductors. Advances in Physics, 1984, 33 (3), P. 193–256.
25. Afanasiev M.M., Kozyrev N.V., Kirstein E., Kalevich V.K., Zhukov E.A., Mantsevich V.N., Krivenko I.S., Karczewski G., Yakovlev D.R., Kusraev Yu.G., Bayer M. Electron g-factor in coupled quantum wells CdTe and CdMnTe. J. of Physics: Conference Series, 2019, 1400 (6), 066023.
26. Kirstein E., Kozyrev N.V., Afanasiev M.M., Mantsevich V.N., Krivenko I.S., Kalevich V.K., Bayer M. Short range proximity effect induced by exchange interaction in tunnel-coupled CdTe and (Cd, Mn) Te quantum wells. Physical Review B, 2020, 101 (3), 035301.
Рецензия
Для цитирования:
Эльсаид М., Далиах Д., Шаер А., Али М. Теоретическое исследование эффективного g-фактора квантовой проволоки Cd1-xMnxTe при комбинированном воздействии приложенного магнитного поля, спин-орбитальной связи и обменных эффектов. Наносистемы: физика, химия, математика. 2025;16(3):274-281. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-274-281
For citation:
Elsaid M., Dahliah D., Shaer A., Ali M. Theoretical study of the effective g-factor of Cd1-xMnxTe quantum wire under the combined effects of the applied magnetic field, spin-orbit coupling, and exchange. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2025;16(3):274-281. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-274-281
Просмотров:
23
Послать статью по эл. почте 