Ван-дер-ваальсовы слоистые полупроводники рассматриваются в качестве одного из основных материалов для применений в оптоэлектронике, спинтронике, квантовых технологиях. Легирование переходными металлами таких кристаллов позволяет получить полуизолирующие и магнитные структуры, а также создать спиновые центры — носители информации при реализации квантовых вычислений. Высокочастотный электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) дает уникальную информацию о структуре и энергетических характеристиках спиновых центров, как в объемных монокристаллах, так и позволяет планировать создание аналогичных спиновых центров в двумерных структурах. Используется уникальное оборудование в виде высокочастотного ЭПР/ОДМР спектрометра, созданного в ФТИ совместно с российской компанией ДОК. Обнаружены ферромагнитно связанные пары марганца в ван-дер-ваальсовом слоистом кристалле сульфида галлия. Зарегистрированы спектры ЭПР пар Mn²⁺ (Mn₂⁴⁺), замещающих ковалентно связанные пары Ga₂⁴⁺ и находящихся в центре квазидвумерного слоя GaS:Mn. Запись в широком диапазоне полей при низкой температуре и высокой частоте позволила наблюдать наборы линий с хорошо разрешенной сверхтонкой структурой от двух нижних мультиплетов S=4 и S=5, благодаря чему оценена энергия ферромагнитного взаимодействия J и параметры тонкой и сверхтонкой структуры.

Публикации

1. [1] R.A. Babunts, A.V. Batueva, A.S. Gurin, K.V. Likhachev, E.V. Edinach, P.G. Baranov; Evidence of ferromagnetic coupling for manganese pairs in a layered van der Waals GaS semiconductor. J. Appl. Phys., 2023; 134 (16): 165705.