一个IV组铁磁半导体:MnxGe1-x
Y D Park1, A T Hanbicki, S C Erwin
1Naval Research Laboratory, Washington, DC 20375, USA.
概括
我们开发了一种添加的 (Mn(x) Ge(1-x)) 铁磁半导体,其基里温度可调节. 应用一个门电压控制其铁磁性质,使其适合微电子.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 半导体螺旋电子学 半导体螺旋电子学
背景情况:
- 第四组半导体对于微电子非常重要.
- 开发铁磁半导体是spintronic应用的关键.
- 通过电门控制磁性属性是非常理想的.
研究的目的:
- 作为一组-IV铁磁半导体,研究添加剂的 (Mn(x) Ge(1-x)) 的表轴生长.
- 为了探索度和基里温度之间的关系.
- 为了证明电气控制Mn{x}-Ge{1-x}的铁磁性质.
主要方法:
- 薄膜Mn{x}-Ge{1-x}的表轴生长.
- 取决于温度的磁化测量以确定基里温度.
- 电气门的实验调节铁磁秩序.
- 密度函数理论 (DFT) 计算用于理论分析.
主要成果:
- 基里温度随着的度 (25116 K) 的增加,线性地增加.
- 由于p型半导体特性和孔介导交换,可以使用+/-0.5V门电压控制铁磁顺序.
- DFT计算显示,长距离铁磁相互作用在短距离反铁磁相互作用上占主导地位.
- 过渡温度的理论预测超过实验值,归因于抑制的磁性Mn原子和孔度.
结论:
- Mn(x) Ge(1-x) 是一个有前途的IV组铁磁半导体,具有电调性特性.
- 观察到的现象与理论预测和物质限制一致.
- 这种材料有可能集成到微电子和自旋电子设备中.


