Роль обменного взаимодействия в пьезоспектроскопических эффектах, связанных с центром Mn в GaAs

Рассмотрено влияние одноосной деформации на состояния дырки, локализованной на центре Mn$_{\text{Ga}}$ в GaAs. Учтено обменное взаимодействие дырки с электронами $3d$-оболочки Мn. Расчеты проведены в предположении, что спин-орбитальное расщепление значительно превышает деформационное расщепление и энергию обменного взаимодействия. Вычислены изменения энергии основного уровня дырки и ближайших к нему термов. Определена поляризация излучения при рекомбинации дырки на этих уровнях с электронами из зоны проводимости. Сопоставление результатов расчетов с экспериментально наблюдавшимися поляризацией и смещением полосы фотолюминесценции Мn в GaAs при давлениях до 10 кбар вдоль осей [100] и [111] демонстрирует важность учета обменного взаимодействия в пьезоспектроскопических явлениях. Определено, что константа $A$ в гамильтониане обменного взаимодействия — $A$ (${\text{S}_{d}\cdotJ}$), где $\text{S}_{d}$ — полный спин $3d$-электронов, J — полный момент дырки, равна — ${(4\pm1)}$ мэВ, а константы деформационного потенциала для центра Mn$_{\text{Ga}}$ близки к константам для валентной зоны GaAs.