Фотолюминесценция Hg$_{1-x}$Mn$_{x}$Te, связанная с локальным уровнем Mn$^{+}$

Е. И. Георгицэ, В. И. Иванов-Омский, В. Ф. Мастеров, В. М. Погорлецкий, Т. Пиотровский, В. А. Смирнов


Аннотация: Приведены результаты исследования фотолюминесценции твердых растворов Hg$_{1-x}$Mn$_{x}$Te (${0.19\leqslant x\leqslant0.30}$) в интервале температур ${2\div200}$ K. Показано, что в сплавах, обогащенных марганцем, наблюдаются оптические переходы между состояниями, жестко связанными с валентной зоной, к которым наряду с мелкими акцепторами относятся антисвязывающие состояния с недостроенной $d$-оболочкоы Mn$^{+}$ ($3d^{6}$) в запрещенной зоне на уровне мелкого акцептора, приписываемого обычно собственным дефектам. Предложена энергетическая модель, с помощью которой объясняются наблюдаемые особенности. В соответствии с предложенной моделью в разбавленных полумагнитных сплавах Hg$_{1-x}$Mn$_{x}$Te (${x<0.20}$) уровень, связанный с марганцем Mn$^{+}$, находится в зоне проводимости и в излучательных процессах не проявляется, а при ${x>0.20}$ этот уровень выходит в запрещенную зону и принимает участие в рекомбинационных процессах. Вырождение уровня Mn$^{+}$ с зоной проводимости снимается для состава ${x=0.224}$. Глубина залегания уровня $3d^{5}$ в валентной зоне оценивается величиной ${\sim4.9}$ эВ.