Особенности магнитных свойств разбавленных магнитных полупроводников на основе Si, InAs, GaN и ZnO, страница 4

Сильное изменениемагнитооптическихсвидетельствуетспектровобпослеизмененияхотжигавспин-поляризованных примесных состояниях (Рис. 10).Предположительно, в процессе отжига происходит-4возникновением15ЭЭК, *10обусловленныйДо отжига:57O68O20После отжига:58O68O1050-5-10-150,51,01,52,02,53,03,54,0E (эВ)Рис. 10. Спектральная зависимостьэкваториального эффекта Керра дляобразца GaN:Cr до и после отжига.уменьшение концентрации дислокаций и перераспределение атомов хрома в решеткенитрида галлия. Это, в свою очередь, влияет на магнитные и магнитооптическиесвойства пленок.Таким образом, было показано, что допирование хромом полупроводниковойпленки GaN методом ионной имплантации позволяет получить собственныйферромагнетизм в материале, при этом его основные магнитные характеристики(температура Кюри, намагниченность, коэрцитивная сила) удовлетворяют основнымкритериям материалов, необходимых для создания устройств спинтроники.В конце диссертации приводятся основные результаты и выводы, а так жесписок цитируемой литературы.16ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ1.Проведено комплексное исследование магнитных свойств тонких пленокразбавленных магнитных полупроводниковых материалов на основе InAs, Si,ZnO и GaN с помощью вибрационной магнитометрии в магнитном полевеличиной до 16 кЭ при температурах 80 – 400 К.2.Установлено, что пленки InMnAs с содержанием марганца от 0.13 до0.26, полученные с помощью импульсного лазерного осаждения на подложкиGaAs (100), демонстрируют ферромагнитное упорядочение при комнатнойтемпературе, что связано с наличием кластеров MnAs (TC ~ 318 К) вполупроводниковой матрице InAs.3.наПо результатам исследований серии пленок ZnO:Co и ZnO, осажденныхподложкахразличныхтиповспомощьюпроцессаMOCVDсиспользованием в качестве активного газа кислорода или водяного пара, былопоказано, что решающее влияние на возникновение магнетизма в пленкахZnO:Co оказывает структура поверхности пленки, а не допирующая примесь.Установлено, что наибольшая величина намагниченности (в том числе, прикомнатной температуре) наблюдается в недопированных пленках ZnO,обладающих высокоразвитой наноструктурированной поверхностью.4.Исследованасерияобразцовпленоккремнияp-иn-типа,имплантированных марганцем.

Показано, что ферромагнетизм при комнатнойтемпературе в данных образцах обусловлен наличием структурных дефектов,формирование которых происходит в процессе имплантации.5.Исследованы магнитные свойства пленок Si1-xMnx с концентрациейx = 0.35 - 0.55, полученных методом импульсного лазерного осаждения.Установлено наличие ферромагнетизма при комнатной температуре, а такжесущественное влияние содержания марганца на температуру Кюри и величинунамагниченности.

Показано, что подобное поведение может быть объяснено врамкахмодели,рассматривающейформированиеобусловленныхнестехиометрией дефектов и связанных с ними локализованных спинов, обменмежду которыми усилен спиновыми флуктуациями силицидной матрицы.6.В широком диапазоне температур исследован ферромагнетизм в пленкахнитридагаллия,имплантированныххромом,показано,чтовеличинанамагниченности и магнитный момент на атом в данном материале превышаютбольшинство из опубликованных ранее данных о намагниченности в GaN,допированном ионами переходных металлов.17СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИСтатьи в реферируемых российских и зарубежных журналах из перечняведущих периодических изданий, рекомендованных ВАК1.Yu.

Danilov, Yu. Drozdov, A. Kudrin, O. Vikhorova, B. Zvonkov, M. Sapozhnikov,L. Fetisov,A. SemisalovaandN. Perov.Room-temperatureferromagneticbehaviourofInMnAsfilmsgrownbylaserablationtechnique//Journal of Physics: Conference Series 200, 6 (2010) art. 062025 (4 pages).2.А.Ф. Орлов, И.В. Кулеманов, Ю.Н. Пархоменко, Н.С. Перов, А.С. Семисалова.Разработка ферромагнитных полупроводников для применения в спиновойэлектронике: состояние и перспективы// Известия высших учебных заведений.Материалы электронной техники 3 (2011) стр. 4-12.3.B.A. Aronzon, V.V.

Rylkov, S.N. Nikolaev, V.V. Tugushev, S. Caprara, V.V. Podolskii,V.P. Lesnikov, A. Lashkul, R. Laiho, R.R. Gareev, N.S. Perov and A.S. Semisalova. Roomtemperature ferromagnetism and anomalous Hall effect in Si1-xMnx (x ≈ 0,35) alloys//Physical Review B 84, 7 (2011) art. 075209 (10 pages).4.А.С. Семисалова,Н.С. Перов,Е.А.

Ганьшина,А.Д. Рубачева,А.Ф. Орлов,А.В. Марков, И.В. Кулеманов, Ю.А. Агафонов, В.И. Зиненко, В.В. Сарайкин.Ферромагнитный GaN:Cr – материал полупроводниковой спинтроники//Приложение к журналу Физическое образование в вузах 17, 1 (2011) 8.5.А.Ф. Орлов,Л.А. Балагуров,И.В. Кулеманов,Н.С. Перов,Е.А.

Ганьшина,А.С. Семисалова, А.Д. Рубачева, В.И. Зиненко, Ю.А. Агафонов, В.В. Сарайкин.Магнитные и магнитооптические свойства ферромагнитного полупроводникаGaN:Cr// Физика Твердого Тела 54, 2 (2012) стр. 267-270; A.F. Orlov, L.A. Balagurov,I.V. Kulemanov, N.S. Perov, E.A. Gan’shina, A.S.

Semisalova, A.D. Rubacheva,V.I. Zinenko, Yu.A. Agafonov, V.V. Saraikin. Magnetic and magnetooptical properties offerromagnetic semiconductor GaN:Cr// Physics of the Solid State 54, 2 (2012), p. 283-286.6.L.I. Burova, N.S. Perov, A.S. Semisalova, V.A. Kulbachinskii, V.G. Kytin, V.V.

Roddatis,A.L. Vasiliev, A.R. Kaul. Effect of the nanostructure on room temperature ferromagnetismand resistivity of undoped ZnO thin films grown by chemical vapor deposition// Thin SolidFilms 520, 14 (2012) p. 4580-4585.7.С.Н. Николаев,В.В. Рыльков,Б.А. Аронзон,К.И. Маслаков,И.А. Лихачев,Э.М. Пашаев, К.Ю. Черноглазов, А.С. Семисалова, Н.С. Перов, В.А. Кульбачинский,О.А. Новодворский, А.В. Шорохова, О.Д. Храмова, Е.В. Хайдуков, В.Я. Панченко.Высокотемпературный ферромагнетизм Si1-xMnx пленок, полученных лазернымнапылением с использованием сепарации осаждаемых частиц по скорости//Физика и Техника Полупроводников, принято в печать.Опубликованные труды в сборниках трудов конференций8.Семисалова А.С., Фетисов Л.Ю., Перов Н.С., Грановский А.Б., Орлов А.Ф.,Балагуров Л.А., Кулеманов И.В. Магнитные свойства разбавленных магнитныхполупроводников на основе кремния// Сборник трудов XXI Международнойконференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (28 июня – 3 июля2009 г., Москва) с.453-454.9.Семисалова А.С., Перов Н.С., Ганьшина Е.А., Орлов А.Ф., Балагуров Л.А.,Кулеманов И.В., Зиненко В.И., Агафонов Ю.А., Сарайкин В.В.

Высокотемпературныйспиновый инжектор на основе нитрида галлия// Сборник трудов научно-практическойконференции «Фундаментальные и прикладные аспекты инновационных проектов18Физического факультета МГУ» («Инновационный проект 2011») (11 октября 2011 г.,Москва) с.94-95.10.Рыльков В.В.,Николаев С.Н.,Лихачев И.А.,Пашаев Э.М.,Аронзон Б.А.,Черноглазов К.Ю.,Семисалова А.С.,Перов Н.С.,Кульбачинский В.А.,Новодворский О.А., Шорохова А.В., Храмова О.Д., Хайдуков Е.В., Панченко В.Я.Высокотемпературный ферромагнетизм пленок Si1-xMnx (x ≈ 0.5), полученныхлазерным напылением с использованием сепарации осаждаемых частиц по скорости//Сборник трудов XVI международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника»(12-16 марта 2012 г., Нижний Новгород) с.154-155.Опубликованные тезисы докладов конференций11.Danilov Yu.A.,Kudrin A.V.,Vikhrova O.V.,Zvonkov B.N.,Drozdov Yu.N.,Sapozhnikov M.V.,Perov N.S.,Semisalova A.S.,Nicolodi S.,Zhiteytsev E.R.,Carmo M.C., Sobolev N.A.

Room-temperature ferromagnetism in InMnAs layers, depositedby pulse laser ablation// Book of Abstracts of Moscow International Symposium onMagnetism MISM-2008 (20-25 June 2008, Moscow, Russia) p. 597.12.Danilov Yu., Drozdov Yu., Kudrin A., Vikhrova O., Zvonkov B., Sapozhnikov M.,Fetisov L., Semisalova A., Perov N. Room-temperature ferromagnetic behaviour ofInMnAs films grown by laser ablation technique// Book of Abstracts of InternationalConference on Magnetism ICM-2009 (26-31 July 2009, Karlsruhe, Germany) p.359.13.Orlov A.F., Balagurov L.A., Kulemanov I.V., Parkhomenko Yu.N., Granovsky A.B,Perov N.S.,Ganshina E.A.,Semisalova A.S.,Bublik V.T.,Shcherbachev K.D.,Kartavykh A.V., Vdovin V.I., Sapelkin A., Rogalev A., Smekhova A. Above roomtemperature ferromagnetism in Mn-implanted Si : structural, electrical and magneticproperties// Book of Abstracts of International Conference on Magnetism ICM-2009(26-31 July 2009, Karlsruhe, Germany) p.357.14.Orlov A.F., Kulemanov I.V., Markov A.V., Perov N.S., Gan’shina E.A., Semisalova A.S.,Rubacheva A.D., Agafonov Yu.A., Zinenko V.I., Saraikin V.V.

Magnetic and magnetooptical properties of a ferromagnetic semiconductor GaN:Cr// Book of Abstracts ofIV Euro-Asian Symposium “Trends in Magnetism” EASTMAG 2010 (28 June - 2 July2010, Ekaterinburg, Russia) p. 230.15.Семисалова А.С.,Перов Н.С.,Ганьшина Е.А.,Рубачева А.Д.,Орлов А.Ф.,Марков А.В., И.В. Кулеманов, Ю.А. Агафонов, В.И. Зиненко, В.В. СарайкинИсследование магнитных и магнитооптических свойств ферромагнитногополупроводника GaN:Cr// Сборник тезисов XLV Школы ПИЯФ РАН, секция ФКС(14-19 марта 2011 г., Гатчина, Санкт-Петербург) с.