Ítem
Solo Metadatos
The effect of Mn2Sb2 and Mn2Sb secondary phases on magnetism in (GaMn)Sb thin films.
Título de la revista
Autores
Calderon, Jorge A
Mesa, Fredy
Dussan, A
Gonzalez-Hernandez, R
Ramirez, Juan Gabriel
Fecha
2020
Directores
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Public Library of Science
Buscar en:
Métricas alternativas
Resumen
En este trabajo, se presenta un estudio detallado de la caracterización estructural, eléctrica y magnética de semiconductores magnéticos diluidos (DMS) Sb (GaMn). (GaMn) Se hicieron crecer películas delgadas Sb mediante el método de co-pulverización catódica con magnetrón DC como un procedimiento innovador para fabricar DMS III-V. La presencia de Mn 2 Sb 2 y Mn 2 inusualesLas fases secundarias de Sb, inducidas por la temperatura del sustrato y el tiempo de deposición, se revelaron a través de mediciones de DRX. Las medidas de magnetización permiten determinar el cruce entre un comportamiento paramagnético y un comportamiento ferromagnético controlado por fases secundarias. Se encontró que ambos, la remanencia magnética y la coercitividad magnética, aumentan con la temperatura del sustrato. Curiosamente, la respuesta magnética es paramagnética a tiempos de deposición y temperaturas de sustrato más bajos, y las mediciones de DRX sugieren la ausencia de Mn 2 Sb y Mn 2 Sb 2 en fases secundarias. Para tiempos de deposición más largos o mayor temperatura del sustrato, XRD muestra la presencia de Mn 2 Sb 2 y Mn 2Fases Sb y comportamiento de tipo ferromagnético. La resistividad de CC de nuestras muestras se caracterizó y la densidad de la portadora se determinó mediante mediciones de Hall y, en contraste con lo informado en otros estudios, descubrió que eran un semiconductor de tipo p con densidades de portadora tan grandes como un orden de magnitud mayor de lo informado valores. A partir de las muestras de tipo ferromagnético, se encontró evidencia de un efecto Hall anómalo en la muestra, con una mayor saturación magnética y una conductividad Hall anómala de 2380 S / cm. Todos los resultados apuntan a una contribución de las fases secundarias a la respuesta magnética general de las muestras utilizadas, y sugieren la importancia de estudiar la formación de fases secundarias en el crecimiento de DMS, especialmente, para el caso de (GaMn) Sb donde Mn El ion puede tener múltiples estados de oxidación.
Abstract
In this work, a detailed study of structural, electrical and magnetic characterization of (GaMn)Sb diluted magnetic semiconductors (DMS) is presented. (GaMn)Sb thin films were grown by DC magnetron co-sputtering method as an innovative procedure to fabricate III-V DMS. The presence of unusual Mn2Sb2 and Mn2Sb secondary phases, induced by substrate temperature and deposition time, were revealed through XRD measurements. Magnetization measurements allow determining crossover between a paramagnetic-like to a ferromagnetic-like behavior controlled by secondary phases. It was found that both, the magnetic remanence and magnetic coercivity, increases with substrate temperature. Interestingly, the magnetic response is paramagnetic at lower deposition times and substrate temperatures, and XRD measurements suggest the absence of Mn2Sb and Mn2Sb2 in secondary phases. For longer deposition times or higher substrate temperature, XRD shows the presence of Mn2Sb2 and Mn2Sb phases and ferromagnetic-like behavior. The DC resistivity of our samples was characterized and the carrier density was determined by Hall measurements and, in contrast with the reported in other studies, found them to be a p-type semiconductor with carrier densities as big as one order of magnitude larger than reported values. From the ferromagnetic-like samples, evidence of an anomalous Hall-effect in the sample was found, with higher magnetic saturation and a anomalous Hall conductivity of 2380 S/cm. All the results point to a contribution of the secondary phases to the overall magnetic response of the samples used, and suggest the importance of studying the formation of secondary phases in the growth of DMS, especially, for the case of (GaMn)Sb where Mn ion can have multiple oxidation states.
Palabras clave
Caracterización estructural , Eléctrica , Magnética de semiconductores , Magnéticos diluidos
Keywords
Electrical and magnetic characterization of (GaMn) , Sb diluted magnetic , Semiconductors (DMS) is presented.
