Anisotropie magnétique des semi-conducteurs II-VI dopés au manganèse

Cet ouvrage est une étude théorique de l'anisotropie magnétique des Semi-conducteurs Magnétiques Dilués (DMS), des matériaux pour la spintronique. Les différentes approches, numériques et perturbatives, utilisées par le passé dans le calcul de l'anisotropie sont passées en revue, et un modèle réaliste d'ions S de transition (Cr+, Mn2+, Fe3+) insérés dans un semi-conducteur binaire II-VI est développé. Celui-ci prend en compte les interactions électrostatiques avec l'ensemble du cristal, l'hybridation des électrons 3d de l'ion S avec ceux des anions premiers voisins, l'interaction spin-orbite et la répulsion coulombienne dans la couche 3d. Le paramètre de champ cristallin cubique peut ainsi être calculé sans aucun paramètre ajustable, et les spectres optiques et RPE des DMS II-VI cubiques (zinc-blende) reproduits de manière cohérente. Le cas des DMS II-VI de symétrie axiale (wurtzite) nécessite lui l'introduction d'un paramètre ajustable représentant l'hybridation avec les anions autres que les premiers voisins. La dernière partie est consacrée au calcul des constantes de superéchange dans ces mêmes matériaux.