Особенности магнитных свойств разбавленных магнитных полупроводников на основе Si, InAs, GaN и ZnO

• Автор: Семисалова, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Разбавленные магнитные полупроводники - свойства, методы получения и исследования

1.1 Разбавленные магнитные полупроводники — материалы спинтроники

1.1.1 История открытия

1.2 Теоретические модели для описания свойств разбавленных магнитных полупроводников

1.2.1 Модель Зинера

1.2.2 Модель связанных магнитных поляронов

1.2.3 Модель примесной донорной зоны

1.2.4 й° магнетизм

1.2.5 Роль беспорядка и формирования кластеров

1.3 Типы материалов
1.3.1 1пМпАя
1.3.2 (ЗаЫ
1.3.3 Сплавы 31Мп
1.3.4 2пО:Со
1.4 Методы получения
1.4.1 Химическое осаждение из газовой фазы
Глава 2 Описание экспериментальных методик и исследуемых образцов

2.1 Вибрационная магнитометрия
2.1.1 Вибрационный магнитометр Lake Shore
2.1.2 Методика обработки результатов
2.2 Исследуемые образцы
2.2.1 InMnAs
2.2.2 SiMn — ионная имплантация
2.2.3 SiMn — импульсное лазерное осаждение
2.2.4 GaN:Cr
2.2.5 ZnO:Co, ZnO
Глава 3 Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.1 InMnAs
3.2 SiMn - ионная имплантация
3.3 SiMn - Импульсное лазерное осаждение
3.4 ZnO, ZnO:Co - MOCVD
3.4.1 Исследование образцов ZnO:Co
3.4.2 Образцы без допирования
3.5 GaN - ионная имплантация
Основные результаты и выводы
Литература

Введение
В материалах, обладающих магнитным упорядочением, наблюдается неравновесная плотность спиновых состояний - среди носителей зарядов преобладает выделенное направление спина, спиновая поляризация. В основе спинтроники лежит идея использования спиновой поляризации для реализации новых устройств и приборов, использующих создание неравновесной спиновой плотности в материале, управление ориентацией спинов и спин-поляризованными токами внешними полями и детектирование образующегося спинового состояния.
Использование спина наряду с зарядом для реализации спинтронных устройств дает ряд преимуществ по сравнению с современной микроэлектроникой. Для переворота электронного спина магнитным полем требуется значительно меньше энергии, и происходит он быстрее перемещений электронных зарядов под действием электрического поля. Поэтому можно рассчитывать, что управление спиновыми состояниями позволит создавать в будущем сверхмалые логические элементы и компьютерные компоненты большой информационной емкости с огромным быстродействием и малым энергопотреблением [1]. Кроме того, спинтроника открывает возможности для реализации принципиально новых функциональных устройств - оптических и квантовых компьютеров.
В настоящее время ферромагнитные полупроводники рассматриваются в качестве материалов для инжекторов спин-поляризованных носителей заряда в

Isolated polaron
Overlapping polarons
Рис. 6. Магнитные поляроны. Движение донорного электрона по орбите происходит так, что его спин антипараллелен спину 3Л примеси с заполненной на половину или более оболочкой. Положения катионов показаны символами о. Кислород не показан, положения нескомпенсированных ионов кислорода показаны символами □ [52].
По мере увеличения концентрации дефектов, водородоподобные орбитали, связанные с произвольно расположенными дефектами, перекрываются. Принимая их за произвольно распределенные сферические объекты, имеем порог перколяции 16% объема.