Обнаружение ферромагнитных свойств Si:P в области фазового перехода изолятор-металл
А. И. Вейнгер+, А. Г. Забродский+, Э. Лахдеранта* 1), П. В. Семенихин+ 2)
+Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе, 194021 С.-Петербург, Россия
*Lappeenranta-Lahti University of Technology, 53850 Lappeenranta, Finland
Abstract
Обнаружены и исследованы ферромагннитные свойства Si:P в области концентрационного
фазового перехода изолятор-металл при гелиевых температурах. Для определения спиновой
составляющей намагниченности из измеренных СКВИДом значений полной намагниченности
образцов вычитался линейный по полю диамагнитный вклад. Спиновая намагниченность
обладает характерными для ферромагнетика сильной нелинейностью с насыщением в полях
порядка нескольких кЭ, а также петлей гистерезиса. Способность к намагничиванию резко
убывает при смещении вглубь изоляторной стороны фазового перехода. Она, однако, сильно
возрастает при близкой к половинной степени компенсации Si:P акцепторными примесями.
Результаты свидетельствуют о том, что в Si:P в области перехода изолятор-металл при низких
температурах триплетное состояние для части пар обменно-связанных спинов (ферромагнитная
фаза) оказывается энергетически более выгодным чем синглетное (антиферромагнитная фаза),
чему, в значительной степени, способствует умеренная компенсация.