Дефекты структуры и физические свойства кристаллов. Семенова Г.В - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

Поиск и исследование ферромагнитных соединений на основе матриц
типа A
III
B
V
были инициированы обнаружением в In
1–Х
Mn
Х
As ферромагне-
тизма при Т
с
= 7,5 К. Впоследствии в слоях квантовых точек In
1–Х
Mn
Х
As была
достигнута Т
с
= 350 К, а в тонких плёнках In
1–Х
Mn
Х
As температуру Кюри
удалось поднять до 35 К. Был синтезирован также образец Ga
1–Х
Mn
Х
As с
рекордным на то время значением Т
с
= 110 К (структура цинковой обман-
ки), плотностью дырочных носителей 10
20
см
–3
и сопротивлением порядка
10 мОм-см, что в 10 000 раз выше сопротивления меди при
300 К (2,24 мкОм-см); т.е. Ga
1–Х
Mn
Х
As – «плохой» металл. Таким обра-
зом, проводимость РМП по порядку величины близка к проводимости
немагнитных полупроводников. В этом огромное преимущество РМП пе-
ред металлами при их использовании для спиновой инжекции.
В настоящее время наиболее изученными разбавленными магнитны-
ми полупроводниками являются материалы Ga
1–x
Mn
x
As с x ≤ 9–10 мас. % и
гетероструктуры соответствующего состава. Атомы Mn не только заме-
щают атомы Ga при формировании сплава (Ga,Mn)As, но могут занимать и
междоузельные позиции в недостаточно отожженных образцах, хотя вы-
ращенный при высоких температурах образец GaAs имеет стехиометриче-
ский состав. Однако Ga
1–Х
Mn
Х
As получают при сравнительно низких тем-
пературах. В этом случае часть атомов As может занимать позиции атомов
Ga, образуя так называемые антиструктурные дефекты As
Ga
. Последние
наряду с марганцевыми междоузельными дефектами действуют как доно-
ры, которые компенсируют дырки, поставляемые ионами Mn при замеще-
нии атомов Ga, и понижают температуру кюри (T
C
). Кроме того, магнит-
ные моменты ионов Mn в междоузлиях имеют тенденцию к образованию
«антиферромагнитной связи» с примесями замещения, понижая таким об-
разом средний магнитный момент на атом Mn в Ga
1–Х
Mn
Х
As. Марганец,
как примесь замещения Ga, является акцептором и забирает для насыще-
40
     Поиск и исследование ферромагнитных соединений на основе матриц
типа AIIIBV были инициированы обнаружением в In1–ХMnХAs ферромагне-
тизма при Тс = 7,5 К. Впоследствии в слоях квантовых точек In1–ХMnХAs была
достигнута Тс = 350 К, а в тонких плёнках In1–ХMnХAs температуру Кюри
удалось поднять до 35 К. Был синтезирован также образец Ga1–ХMnХAs с
рекордным на то время значением Тс = 110 К (структура цинковой обман-
ки), плотностью дырочных носителей 1020 см–3 и сопротивлением порядка
10 мОм-см, что в 10 000 раз выше сопротивления меди при
300 К (2,24 мкОм-см); т.е. Ga1–ХMnХAs – «плохой» металл. Таким обра-
зом, проводимость РМП по порядку величины близка к проводимости
немагнитных полупроводников. В этом огромное преимущество РМП пе-
ред металлами при их использовании для спиновой инжекции.
     В настоящее время наиболее изученными разбавленными магнитны-
ми полупроводниками являются материалы Ga1–xMnxAs с x ≤ 9–10 мас. % и
гетероструктуры соответствующего состава. Атомы Mn не только заме-
щают атомы Ga при формировании сплава (Ga,Mn)As, но могут занимать и
междоузельные позиции в недостаточно отожженных образцах, хотя вы-
ращенный при высоких температурах образец GaAs имеет стехиометриче-
ский состав. Однако Ga1–ХMnХAs получают при сравнительно низких тем-
пературах. В этом случае часть атомов As может занимать позиции атомов
Ga, образуя так называемые антиструктурные дефекты AsGa. Последние
наряду с марганцевыми междоузельными дефектами действуют как доно-
ры, которые компенсируют дырки, поставляемые ионами Mn при замеще-
нии атомов Ga, и понижают температуру кюри (TC). Кроме того, магнит-
ные моменты ионов Mn в междоузлиях имеют тенденцию к образованию
«антиферромагнитной связи» с примесями замещения, понижая таким об-
разом средний магнитный момент на атом Mn в Ga1–ХMnХAs. Марганец,
как примесь замещения Ga, является акцептором и забирает для насыще-


                                    40

Страницы