Релаксация магнитного момента мелкого акцепторного центра в сильно легированном кремнии

Приведены результаты исследований температурной зависимости остаточной поляризации отрицательных мюонов в кристаллическом кремнии с примесью германия ($9\cdot10^{19}$ см$^{-3}$) и бора ($4.1\cdot10^{18}$, $1.34\cdot10^{19}$, $4.9\cdot10^{19}$ см$^{-3}$). Установлено, что аналогично образцам кремния $n$- и $p$-типа с концентрациями примесей до $\sim10^{17}$ см$^{-3}$, в кремнии с высокой ($9\cdot10^{19}$ см$^{-3}$) концентрацией примеси германия скорость релаксации $\nu$ магнитного момента $_\mu$Al-акцептора зависит от температуры как $\nu\sim T^q, q\approx3$ при $T=(5{-}30)$ K. В образцах вырожденного кремния в данном диапазоне температур наблюдается увеличение абсолютного значения скорости релаксации и ослабление ее температурной зависимости. На основе полученных экспериментальных данных сделан вывод о том, что в вырожденном кремнии при $T\lesssim30$ K существенный вклад в релаксацию магнитного момента мелкого акцепторного центра вносит спин-обменное рассеяние свободных носителей заряда. Получены оценки величины эффективного сечения спин-обменного рассеяния дырок ($\sigma_h$) и электронов ($\sigma_e$) на акцепторном центре Al в Si: $\sigma_h\sim10^{-13}$ см$^2$, $\sigma_e\sim8\cdot10^{-15}$ см$^2$ при концентрации акцепторной (донорной) примеси $n_a(n_{d})\sim4\cdot10^{18}$ см$^{-3}$.