Магни́тные полупроводники́, полупроводники, для которых характерна сильная взаимосвязь магнитных, электрических и оптических свойств и в которых магнитное взаимодействие осуществляется с участием электронов проводимости. В основном это три класса соединений: монооксид и монохалькогениды европия $(\text{EuO}$, $\text{EuS}$, $\text{EuSe}$ и $\text{EuTe})$; хромхалькогенидные шпинели $(\text{СdCr}_{2}\text{Se}_{4}$, $\text{СdCr}_{2}\text{S}_{4}$, $\text{HgCr}_{2}\text{Se}_{4}$, $\text{HgCr}_{2}\text{S}_{4}$, $\text{ZnCr}_{2}\text{Se}_{4}$ и $\text{ZnCr}_{2}\text{S}_{4})$; манганиты – оксидные соединения марганца со структурой перовскита $(\boldsymbol{A}\text{MnO}_{3}$, где $\boldsymbol{A}$ может быть $\text{La}$, $\text{Pr}$, $\text{Nd}$, $\text{Sm}$, $\text{Eu}$, $\text{Gd}$, $\text{Yb}$, $\text{Tb}$, $\text{Dy}$, $\text{Ho}$, $\text{Er}$, $\text{Ce})$. Для первого класса по сравнению со вторым и третьим характерна более выраженная взаимосвязь электрических и оптических свойств с магнитным упорядочением, однако их точки Кюри ниже температуры кипения жидкого азота (77 К), что создаёт существенные трудности для их исследования и тем более практического применения. В хромхалькогенидных шпинелях и манганитах точки Кюри выше 77 К, а в некоторых соединениях даже выше комнатной температуры.

Интерес к магнитным полупроводникам вызван, прежде всего, существованием в них гигантского магнитосопротивления. Например, в $\text{EuSe}$ с дефицитом $\text{Se}$ электрическое сопротивление уменьшается на девять порядков при наложении магнитного поля напряжённостью 10⁶ А/м, тогда как в обычных магнетиках магнитосопротивление составляет всего лишь десятые и сотые доли процента. В манганитах гигантское магнитосопротивление сопровождается гигантской объёмной магнитострикцией, достигающей 10⁻³ (в магнетиках, используемых в магнитомеханических устройствах, магнитострикция не превышает 10⁻⁵, т. е. на два порядка меньше), причём поведение этих параметров в зависимости от температуры и магнитного поля подобно.

В легированных магнитных полупроводниках наблюдаются гигантский магнитооптический эффект Фарадея и фотомагнитный эффект, заключающийся в уменьшении начальной магнитной восприимчивости и расширении петли гистерезиса под действием света. При слабом легировании наблюдаются аномальные фотоэлектрические явления и повышение с уровнем легирования парамагнитной температуры Кюри (см. Закон Кюри) без изменения температуры Кюри.

Температурная зависимость края оптического поглощения халькохромита HgCr₂Se₄.Температурная зависимость края оптического поглощения халькохромита HgCr₂Se₄.В большинстве магнитных полупроводников край оптического поглощения при понижении температуры ${Т}$ от температур, соответствующих парамагнитной области, до ${Т≈5}$ К сдвигается в область более низких энергий на величину порядка 0,2–0,5 эВ (см. рисунок). Это явление получило название гигантского красного сдвига края собственного поглощения. Из факта существования красного смещения края поглощения в магнитных полупроводниках следует, что энергия свободного электрона в зоне проводимости (свободной дырки в валентной зоне в манганитах) минимальна при полном ферромагнитном упорядочении и увеличивается при его разрушении, т. е. в магнитных полупроводниках существует сильный ${s–d}$-обмен (см. Косвенное обменное взаимодействие). Поэтому в магнитных полупроводниках возможны специфические состояния носителей заряда (ферронные), когда электрон проводимости создаёт в кристалле ферромагнитную микрообласть и локализуется в ней, тем самым стабилизируя её (см. Магнитный полярон). Условия для образования ферронов более благоприятны в легированных магнитных полупроводниках около примеси, т. к. локализации электрона, кроме ${s–d}$-обмена, способствует кулоновское притяжение электрона к донорному иону (дырки к акцептору). В вырожденных антиферромагнитных полупроводниках возможны коллективные ферронные состояния, когда кристалл разбивается на чередующиеся ферро- и антиферромагнитные области. Электроны сосредоточены в ферромагнитных областях, а в антиферромагнитных областях их нет.

Наличие ферронов объясняет все перечисленные выше особенности свойств магнитных полупроводников. Так, гигантские магнитосопротивление и объёмная магнитострикция в магнитных полупроводниках объясняются следующим образом: наложение магнитного поля ориентирует магнитные моменты ферронов и увеличивает их размеры, что облегчает туннелирование электронов между ними. Кроме того, внешнее магнитное поле стремится разрушить ферроны, увеличивая кинетическую энергию электронов внутри ферронов и тем самым способствуя их делокализации. В теоретических работах японских физиков Янасе Акиры и Касуя Тадао было показано, что внутри ферронов параметры решётки уменьшены, поскольку это приводит к экранированию нового распределения заряда и понижению энергии феррона из-за увеличения перекрытия облаков зарядов примесных ионов и их ближайших соседей. Поэтому вблизи точки Кюри и наблюдается излишнее по сравнению с линейным по температуре тепловое расширение образца. Однако наложение внешнего магнитного поля немного выше точки Кюри увеличивает степень ферромагнитного порядка вблизи примесей сильнее, чем в среднем по кристаллу, т. к. его действие усиливается ${s–d}$-обменом. Таким образом, магнитное поле создаёт разрушенные нагреванием ферроны и свойственное им сжатие решётки, что и приводит к гигантской объёмной магнитострикции.

В манганите $\text{La}_{0,7}\text{Ba}_{0,3}\text{MnO}_{3}$ объёмная магнитострикция достигает 10⁻⁴ при комнатной температуре, что на два порядка выше, чем в $\text{Ni}$ и сплавах, применяемых в УЗ-излучателях. Поэтому этот материал может быть использован в различных ультразвуковых, а также магнитомеханических устройствах. Свойства магнитных полупроводников делают их перспективными для использования в электронике; магнитные полупроводники, обладающие гигантским магнитосопротивлением, могут применяться в различных сенсорных устройствах (микрофонах, бесконтактных считывающих головках для запоминающих устройств и т. п.).