Получение и исследование наноструктурированных гибридных материалов InSb-MnSb с высокими критическими температурами

• Автор: Алам Махмудул
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список используемых символов и сокращений

Введение

Глава 1. Аналитический обзор литературы по тематике исследования

1.1. Спинтроника. Устройства и материалы спинтроники

1.2. Полупроводниковые материалы, обладающие магнитными свойствами. Соединения АШВУ и магнитные материалы на их основе

1.3 Антимонид индия

1.4 Антимонид марганца

1.5 Получение и свойства 1пБЬ, допированного Мп

Глава 2. Синтез поликристаллов и эвтектических композиций полупроводник - ферромагнитный полуметалл (фпЗЬ-МпБЬ)
2.1 Синтез поликристаллов 1п8Ь:Мп
2.2. Подготовка образцов и их структурные свойства
2.2.1. Рентгенофазовый анализ образцов 1п8Ь:Мп
2.2.2. Исследование структуры поликристаллов 1п8Ь:Мп прямыми методами
2.3. Методика исследования намагниченности. Подготовка образцов для проведения магнитных измерений
2.4. Методика исследования электрических и магнитотранспортных свойств 1п8Ь:Мп
Глава 3. Магнитные свойства 1п8Ь:Мп
3.1. Ядерный магнитный резонанс в 1п8Ь:Мп
3.2. Температурные зависимости намагниченности 1п8Ь:Мп
3.3. Магнитополевые зависимости намагниченности образцов 1п8Ь:Мп.
Глава 4. Электрические и транспортные свойства 1п8Ь:Мп
4.1. Удельное сопротивление
4.2. Эффект Холла
4.3. Магнитосопротивление
Основные результаты и выводы Список литературы

Список используемых символов и сокращений Символы
а, Ь, с параметры кристаллической решетки
1, d, h длина, ширина и толщина образца
Н напряженность магнитного поля
Нвн внешнее магнитное поле
на поле магнитной анизотропии
Не коэрцетивная сила
С постоянная Кюри
Еа энергия активации
ё g-фaктop
Jpd константа /^-обменного взаимодействия
К плотность энергии анизотропии
кв (постоянная Больцмана
М намагниченность (статическая)
М0 начальная намагниченность
Meff намагниченность, определенная с помощью анализа результатов
измерений магнитосопротивления
M-FM ферромагнитная составляющая намагниченности
Мрм парамагнитная составляющая намагниченности
Мрмо начальная намагниченность парамагнитной подсистемы)
М DM диамагнитная составляющая намагниченности
Ms saturation magnetization of ferromagnetic subsystem (намагниче-
ностъ насыщения ферромагнитной подсистемы
MzFC намагниченность, определенная в режиме ZFC (см. ниже)
Uh напряжение Холла
Hjrfn общая концентрация марганца в образцах
^Mn концентрация атомов марганца, растворенного в кристалличе-
ской решетке

рок (а не электронов) Тс должна повышаться [72]. Этот результат был подтвержден экспериментально - с ростом концентрации вводимого Мп (пМп) в пленках 1п|.хМпх5Ь наблюдалось повышение концентрации дырок, вызывающее повышение Тс [71, 72]. Однако зависимость Тс от пМп нелинейна и высокая концентрация магнитной примеси может служить причиной снижения как р так и Тс- Первая причина заключается в том, что Мп при высокой концентрации располагается в междоузлиях, в которых он выступает как донор (создает два свободных электрона). Вторая причина - повышение вероятности появления дефектов замещения типа вЬь и Iп5ь, так же создающих свободные электроны. Третья причина - Мп расходуется на формирование объемных дефектов - кластеров МпЭЬ, наличие которых снижает как концентрацию, так и подвижность дырок [73].
При использовании для получения 1п8Ь:Мп методов синтеза менее совершенных, чем МЛЭ удалось достичь более высоких Тс:
- ВОК при синтезе слоев 1п]_хМпх8Ь с помощью отжига монокристалличе-ских пластин 1пБЬ с предварительно нанесенными на них слоями Мп [74];
- > 500 К при выращивании пленок 1п8Ь:Мп методом осаждения из лазерной плазмы (лазерная абляция) с последующим лазерным отжигом (р =1.3 х Ю20 см'3) [75 - 77)];
- >300 К при синтезе поликристаллов с р = 2 х 1019 см'3 полученных закалкой после прямого сплавления 1п8Ь с Мп при температурах выше температуры плавления 1п8Ь [78, 79];
- ~ 580 К при использовании метода синтеза из расплава с последующим быстрым охлаждением (р к 4 х Ю20 см'3) [80];
- > 300 К при получении пленок 1п8Ь;Мп с помощью жидкофазной эпитаксии (р 7 х Ю19 см'3) [81];