Etude des semiconducteurs magnétiques dilués isostructures aux supraconducteurs à base de Fe pour l'électronique de spin

Abstract

Surlabasedecalculsab-initio,nousavonsétudiélespropriétésstructurelles,élec- troniquesetmagnétiquesdesemi-conducteursmagnétiquesdilués(Ba1−yKy)F(Zn1−xMnx)As avec la substitution de (K, Mn) dans les composés parents, BaFZnAs et BaFMnAs.La coexistence de deux types d’interactions de couplage d’échange magnétique aété détectée via le calcul des distance résolus et les paramètres d’échange indivi-duelsJ(dMn−Mn)≡Ji,oùiparcourtleithatomeleplusprochevoisin(iNN)de celui de référence Mn0distant de dMn0−Mni . Les interactions à courte portée (SRI),à J1et J2, sont fortement influencées par le dopage des trous et la substitutiondésordres du co-dopage des trous et des spins. L’interaction à longue portée (LRI),àdesdistancesau-delàdes2NN,denatureferromagnétique,estmoinssensibleaudopageparlestrous,bienquecestroussoientàl’originedeleurapparition. L’analyse des résultats a montré que la dépendance du LRI au rapport dedopage y/x, dans le système de co-dopage, est plus systématique que sur le dopagey ou x séparément. Dans le système (BaK)F(ZnMn)As, un pic apparaît dans le LRIà environ 1,5 du rapport de dopage y/x. Par conséquent, une estimation du dopageoptimal des trous pour chaque concentration de dopage de spin a été donnée, où ilest important d’obtenir le couplage ferromagnétique maximal, donc la températured’ordre ferromagnétique la plus élevée, TC. Nos résultats sont cohérents avec lesexpériences, se manifestant, en particulier, dans la saturation de la températured’ordre lors du dopage des grands trous, comme cela a été obtenu pour le systèmeexpérimentalTCdusystème(BaK)(ZnMn)2As2. Les résultats montrent également un doublement du TClorsque le dopage despinestdoublépourundopageélevédestrous.Enfin,nousavonsdémontréviaunmodèle proposé que le SRI a la nature de l’interaction Rudermann-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY).