Ефекти розведеного магнітного напівпровідника в карбіді кремнію з імплантованими іонами Mn і Fe
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe56.10.1056Ключові слова:
-Анотація
Cпектри пропускання і фарадеївського обертання площини поляризації світла, виміряні при температурі 2 K, порівняно для монокристалів 4H–SiC, імплантованих іонами Mn і 6H–SiC, імплантованих іонами Fe і контрольних зразків тих же монокристалів, що не піддавалися імплантації. Імплантацію проводили при енергії пучка 190 кеВ і з повними дозами опромінення 3,8 · 1016 см–2 і 5,5 · 1016 см–2. Вона приводить до створення поверхневих шарів з товщиною близько 0,2 мкм, легованих цими іонами, із середньою концентрацією іонів Mn або Fe близько 1021 см–3. Пропускання світла через імплантовані кристали змінилося незначно у порівнянні з контрольними, що, однак, відповідало відносно великому
коефіцієнту ослаблення світла в шарі з введеними іонами. Це інтерпретовано як результат розсіювання світла на неоднорідностях, створених потоком високоенергетичних іонів у цьому шарі. Присутність поверхневого шару, що містить магнітні іони, привело до значних змін у фарадеївському обертанні площини поляризації світла. Величини констант Верде для цього шару виявилися приблизно на три порядки більшими за модулем і протилежного знака в порівнянні з їх значеннями для контрольних зразків. Магнітопольові залежності фарадеївського обертання від шару з іонами Mn виявилися функціями поля, що насичуються. Це вказує на пропорційність фарадеївського обертання намагніченості парамагнітної підсистеми іонів Mn. У випадку шару, імплантованого іонами Fe, вони є лінійними за полем, подібно до того, як це спостерігається в AIIFeBIV напівмагнітних напівпровідниках. Зроблено припущення, що іони Fe у SiC, так як і у AIIFeBIV, знаходяться у синглетному стані і набувають намагніченості у зовнішньому полі через механізм, подібний ван-флеківській намагніченості. Встановлено, що шари SiC із введеними іонами Mn або Fe демонструють магнітооптичні властивості, типові для розведених магнітних (напівмагнітних) напівпровідників. Разом з тим у вивчених (SiC,Mn)C і (SiC,Fe)C зразках не спостерігалося феромагнітного упорядкування.
Посилання
E.A. Pashitskii and S.M. Ryabchenko, Sov. Phys. Solid State 21, 322 (1979).
T. Dietl, H. Ohno, and F. Matsukura, Phys. Rev. B 63, 195205 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.195205
A. Bonanni and T. Dietl, Chem. Soc. Rev. 39, 528 (2010).
https://doi.org/10.1039/B905352M
N. Theodoropoulou, A.F. Hebard, S.N.G. Chu, M.E. Overberg, C.R. Abernathy, S.J. Pearton, R.G. Wilson, J.M. Zavada, and Y.D. Park, J. Vac. Sci. Technol. A 20, 579 (2002).
https://doi.org/10.1116/1.1465447
M. Syväjärvi, V. Stanciu, M. Izadifard, W.M. Chen, I.A. Buyanova, P. Svedlindh, and R. Yakimova, Mater. Sci. Forum 457-460, 747 (2004).
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.457-460.747
F. Stromberg, W. Keune, X. Chen, S. Bedanta, H. Reuther, and A. Mücklich, J. Phys.: Condens. Matter 18, 9881 (2006).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/18/43/010
Zhao Huang and Qianwang Chen, J. Magn. Magn. Mater. 313, 111 (2007).
C.G. Jin, X.M. Wu, L.J. Zhuge, Z.D. Sha, and B. Hong, J. Phys. D 41, 035005 (2008).
https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/3/035005
K. Bouziane, M. Mamor, M. Elzain, Ph. Djemia, and S.M. Chérif, Phys. Rev. B 78, 195305 (2008).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.78.195305
W. Wang, F. Takano, H. Akinaga, and H. Ofuchi, Phys. Rev. B 75, 165323 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.165323
W. Wang, F. Takano, H. Ofuchi, and H. Akinaga, New J. Phys. 10, 055006 (2008).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/10/5/055006
B. Song, H. Bao, H. Li, M. Lei, J. Jian, J. Han, X. Zhang, S. Meng, W. Wang, and X. Chen, Appl. Phys. Lett. 94, 102508 (2009).
https://doi.org/10.1063/1.3097809
S. Ma, Y. Sun, B. Zhao, P. Tong, X. Zhu, and W. Song, Physica B 394, (2007).
M.S. Miao and W.R.L. Lambrecht, Phys. Rev. B 74, 235218 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.74.024021
A. Los and V. Los, J. Phys: Condens. Matter, 22, 245801 (2010).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/22/24/245801
A.V. Komarov, S.M. Ryabchenko, I.I. Zheru, R.D. Ivanchuk, and O.V. Terletskij, Sov. Phys. JETP 46, 318 (1977).
A.V. Komarov, S.M. Ryabchenko, and N.I. Vitrikhovskii, JETP Lett. 27, 413 (1978).
J.A. Gaj, R.R. Galazka, and M. Nawrocki, Solid State Commun. 25, 193 (1978).
https://doi.org/10.1016/0038-1098(78)91477-1
J.A. Gaj, P. Buszewski, M.Z. Cieplak, G. Fishman, R.R. Galazka, J. Ginter, and M. Nawrocki, in Proceedings of the 14-th International Conference on Physics of Semiconductors, Edinburg, 1978, edited by B.L.H. Wilson (Institute of Physics, Bristol, 1978), p. 1113.
Diluted Magnetic Semiconductors, Vol. 25: Semiconductors and Semimetals, edited by J.K. Furdyna and J. Kossut (Academic Press, New York, 1988).
Core Systems, Inc., 1050, Kifer Road, Sunnyvale, CA 94086, USA.
A.V. Komarov, A.V. Los, S.M. Ryabchenko, and S.M. Romanenko, J. Appl. Phys. 109, 083936 (2011).
https://doi.org/10.1063/1.3581142
V.A. Gubanov, C. Boekema, and C.Y. Fong, Appl. Phys. Lett. 78, 216 (2001).
https://doi.org/10.1063/1.1336813
M.S. Miao, W.R.L. Lambrecht, Phys. Rev. B 68, 125204 (2003).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.68.155320
W.J. Choyke, Mater. Res. Bull. 4, 141 (1969).
https://doi.org/10.1016/B978-0-08-006768-1.50018-8
L. Patrick, W.J. Choyke, and D.R. Hamilton, Phys. Rev. 137A, 1515 (1965).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.137.A1515
C. Persson and U. Lindefelt, J. Appl. Phys. 82, 5496 (1997).
https://doi.org/10.1063/1.365578
J.A. Freitas, jr., in Properties of Silicon Carbide, edited by G.L. Harris, EMIS Datareviews Series No. 13, 29 (1995).
G. Pensl and W.J. Choyke, Physica B 185, 264 (1993).
https://doi.org/10.1016/0921-4526(93)90249-6
I.M. Boswarva, R.E. Howard and A.B. Lidiard, Proc. Phys. Soc. London Sect. A 269, 125 (1962).
https://doi.org/10.1098/rspa.1962.0166
F.F. Sizov and Yu.I. Ukhanov, Magnetooptical Faraday and Voigt Effects in Application to Semiconductors (Naukova Dumka, Kyiv, 1979) (in Russian).
Yu.I. Ukhanov, Sov. Phys. Usp. 16, 236 (1973).
https://doi.org/10.1070/PU1973v016n02ABEH005167
M. Poggio, R.C. Myers, N.P. Stern, A.C. Gossard, and D.D. Awschalom, Phys. Rev. B 72, 235313 (2005).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.235313
W.J. Choyke and L. Patrik, Phys. Rev. 127, 1868 (1962).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.127.1868
A.V. Komarov, S.M. Ryabchenko, and O.V. Terletskii, Phys. Status Solidi B 102, 603 (1980).
https://doi.org/10.1002/pssb.2221020219
W. Low and M. Weger, Phys. Rev. 118, 1119 (1960).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
