Ферромагнетизм при комнатной температуре полупроводников на основе кремния и диоксида титана (1105056), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Кроме того в материале образуютсянаноразмерные включения типа Mn15Si26, а также возникают сильныерадиационные повреждения, поскольку сечение рассеяния ионов Mnбольшое. Примесь Mn после отжига занимает положения внедрениявкристаллической решетке кремния, становится электрически активной ипроявляет амфотерное поведение. В зависимости от концентрацииносителей заряда в исходном материале Mn образует акцепторные уровни(Mni)-/0 (в низкоомном n-Si ) или донорные уровни (Mni) +/++ (в высокоомномp-Si). Примесь Mn не обнаруживает неcкомпенсированного магнитного момента вкремнии при комнатной температуре. Образующиеся силициды также не являются ферромагнитными прикомнатной температуре.
Известно, что температура Кюри этих соединенийне превышает 50 К. Величина намагниченности кремния при комнатной температуресопоставима с намагниченностью, возникающей при имплантации ионоваргона или криптона в кремний, а также при облучении тепловыминейтронами. Ферромагнетизм в имплантированном кремнии полностьюисчезает после вакуумного отжига при 1000 0С. Выполненные исследования позволили заключить, что ферромагнетизм вполупроводниковом кремнии, имплантированном ионами марганца (покрайней мере, при содержании примеси в количестве до несколькихпроцентов) не является при комнатной температуре собственным, нообусловлен дефектами кристаллической решетки с неспареннымиэлектронами образованными в процессе имплантации.При исследовании полупроводникового соединения TiO2:Co: Найденавозможностьорганизациисостояниясобственногоферромагнитного упорядочения в этом соединении в областиполупроводниковой проводимости при значительном содержании примеси.19 Ферромагнитное упорядочение в таком материале обеспечиваетсямеханизмом косвенного обмена через носители заряда (но, отличным отРККИ-обмена).5.
При исследовании полупроводникового соединении TiO2:V: Показано, что ферромагнитное упорядочение в этом соединении существуетв широком диапазоне удельного электрического сопротивления – отвырожденного полупроводника до диэлектрика и сохраняется при Т > Ткомн. Установлено, что в этом соединении наблюдается собственныйферромагнетизм при рекордных для оксидных разбавленных магнитныхполупроводников значениях намагниченности до 42 эме/см3. Наиболее адаптированной к результатам моделью представляется обменмежду связанными магнитными поляронами, образованных локализациейэлектронов на собственных дефектах решетки — вакансиях кислорода.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1.
Matsumoto, Y. Room-Temperature Ferromagnetism in Transparent TransitionMetal-Doped Titanium Dioxidе / Y. Matsumoto, M. Murakami, T. Shono, et al. //Science. 2001. V. 291. P. 854.2. Zutic I. Spintronics: Fundamentals and applications / I. Zutic, J. Fabian, S. Sarma //Rev. Modern Phys.. 2004. V.
76. P. 323.3. Dubroca T. Quasiferromagnetism in semiconductors / T. Dubroca, J. Hack, R.E.Hummel // Appl. Phys. Lett.. 2006. V. 88. P. 182504.4. Bolduc M. Above room temperature ferromagnetism in Mn-ion implanted Si /M. Bolduc, C. Awo-Affouda, A. Stollenwerk, et al. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P.033302.5.
Pollak M. The model of hopping сonduction with wide distribution of jump distances/ M. Pollak, T. Geball // Phys. Rev. 1961. V. 122. M. 4. P. 1742-1753.6. Demidov, E.S. High-temperature ferromagnetism in laser-deposited layers of siliconand germanium doped with manganese or iron impurities / E.S.
Demidov,B. Aronzon, S. Gusev, et al. // J. Magn. Magn. Mater.. 2009. V. 321. P. 690.7. Pearton, S.J. Dilute magnetic semiconducting oxides / S.J. Pearton, M.H. Heo, M.Ivill, et al. // Semicond. Sci. Technol.. 2004. V. 19. P. R59.СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:[А1]О состоянии имплантированной примеси Mn в Si / А.Ф. Орлов, В.Т. Бублик,В.И.
Вдовин, Ю.А. Агафонов, Л.А. Балагуров, В.И.Зиненко, И.В. Кулеманов,К.Д. Щербачев // Кристаллография. 2009. Т. 54. № 4. C. 596-598.[А2]Структура, электрические и магнитные свойства и природа ферромагнетизмапри комнатной температуре в кремнии, имплантированном марганцем /А.Ф. Орлов,А.Б.Грановский,Л.А.Балагуров,И.В. Кулеманов,20Ю.Н. Пархоменко, Н.С. Перов, Е.А. Ганьшина, В.Т. Бублик, К.Д.
Щербачев,А.В. Картавых, В.И. Вдовин, А. Сапелкин, В.В. Сарайкин, Ю.А. Агафонов,В.И. Зиненко // ЖЭТФ. 2009. Т.136. вып. 4(10). C. 703-710.[А3]Charge carriers compensation in a ferromagnetic Mn-implanted Si / A.F. Orlov,L.A. Balagurov, I.V. Kulemanov, Yu.N. Parkhomenko, A.V. Kartavykh,V.V. Saraikin, Yu.A.
Agafonov, V.I. Zinenko // The Open Applied Physics Journal.2009. Vol. 2. P. 20-22.[А4]Ферромагнитная полупроводниковая гетероструктура / А.Ф. Орлов,И.В. Кулеманов, Л.А. Балагуров, Ю.Н. Пархоменко, Н.С. Перов // ПатентРоссии № 2425184 от 25.11.2009 г.[А5]Сопротивление растекания и компенсация носителей заряда вферромагнитном кремнии, имплантированном марганцем / А.Ф. Орлов,Л.А.
Балагуров, И.В. Кулеманов, Ю.Н. Пархоменко, А.В. Картавых,В.В. Сарайкин, Ю.А. Агафонов, В.И. Зиненко // ФТП. 2010. Т. 44. вып. 1. C. 30.[А6]Собственный ферромагнетизм в полупроводниковом оксиде Ti1-xCoxO2-δ,создаваемый инжекцией вакансий / А.Ф. Орлов, Л.А. Балагуров,И.В. Кулеманов, Н.С.
Перов, Е.А. Ганьшина, Л.Ю. Фетисов, A. Rogalev, A.Smekhova, J.C. Cezar // ФТТ. 2011. Т. 53. вып. 3. С. 452-454.[А7]Магнетронное осаждение слоев диоксида титана с диагностикой плазмывысокочастотного разряда методом оптической эмиссионной спектроскопии /Л.А.
Балагуров, И.В. Кулеманов, А.Ф. Орлов, Е.А. Петрова // Изв. ВУЗов:Материалы электронной техники. 2011. №1. С. 4-7.[А8]Разработка ферромагнитных полупроводников для спиновых применений:состояние и перспективы / А.Ф. Орлов, И.В. Кулеманов, Ю.Н. Пархоменко,Н.С.
Перов, А.С. Семисалова // Известия ВУЗов: Материалы электроннойтехники. 2011. № 3. С. 4-12.[А9]Прыжковый транспорт носителей в эпитаксиальных слоях V-TiO2 /И.В. Кулеманов, С.А. Тарелкин // Известия ВУЗов: Электроника. 2012. №2(94). С. 15-20.[А10] Магнитные свойства разбавленных магнитных полупроводников на основедвуокиси титана / Н.С. Перов, А.С. Семисалова, Л.Ю. Фетисов,А.Б. Грановский, А.Ф. Орлов, Л.А. Балагуров, И.В. Кулеманов // Сборниктрудов XXI международной конференции “Новое в магнетизме и магнитныхматериалах”. Москва, МГУ.
28 июня - 4 июля 2009 г. С. 452.[А11]Управление стехиометрией диоксида титана на основе спектральногоконтроля процесса магнетронного распыления / Л.А. Балагуров,И.В. Кулеманов, Ю.Н. Пархоменко // Сборник тезисов докладов21“Международной научно-технической конференции “Микроэлектроника инаноинженерия – 2008”. Зеленоград, ТУ МИЭТ. 25-27 ноября 2008 г. С.
5-6.[А12]Structure, electrical and magnetic properties, and the origin of room temperatureferromagnetism in the Mn-implanted Si / A.F. Orlov, L.A. Balagurov,I.V. Kulemanov, Y.N. Parkhomenko, N.S. Perov, A.V. Kartavykh, V.I. Vdovin, A.Sapelkin, V.T. Bublik, K.D. Shcherbachev, V.V. Saraikin, A. Rogalev, A.Smekhova, Y.A. Agafonov, V.I. Zinenko // International Magnetics Conference“Intermag 2009”: Abstracts. Sacramento, California, USA. 04-08 May 2009. P.
43.[А13]Компенсацияносителейзарядавферромагнитномкремнии,имплантированном марганцем / А.Ф. Орлов, Л.А. Балагуров, И.В. Кулеманов,Ю.Н. Пархоменко, А.В. Картавых, В.В. Сарайкин, В.И. Зиненко // Сборниктезисов докладов 9-ой Российской конференции по физике полупроводников“Полупроводники – 2009”. Новосибирск. 2009 г. С.
.[А14]Structural, optical and magnetic properties Co-doped TiO2 / A.F. Orlov,I.V. Kulemanov, L.A. Balagurov // Annual Internationnal Students Conference“Study and achieve!”. 23-29 March 2009. Moscow, NUST “MISiS”.[А15]Проводимость слоев диоксида титана / И.В. Кулеманов, Л.А. Балагуров,А.Ф. Орлов, Е.А. Петрова // 9-я Всероссийская конференция “Материалынано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства иприменения” (ВНКШ-2010). 5-8 октября 2010 г. Саранск.
С. 47.[А16]Ферромагнитная полупроводниковая гетероструктура V:TiO2 / TiO2 /И.В. Кулеманов // Сборник тезисов “65-е дни науки в МИСиС”. 2010. М.:НИТУ “МИСиС” C. 339-340.[А17] Magnetic and magneto-optical properties of Ti1-xVxO2-δ semiconductor oxide filmswith a various resistivity / A.F. Orlov, L.A. Balagurov, I.V. Kulemanov, N.S. Perov,E.A. Gan’shina, L.Yu. Fetisov, A.S. Semisalova, A.D. Rubacheva, L.V. Yashina, A.Rogalev, A. Smekhova // Moscow International Symposium on Magnetism:Abstracts of “MISM-2011”.
Moscow, Russia. 21-25 August 2011. P. 820.[А18] Hopping conductivity in V and Co-doped TiO2: distinction of the impurity states /I.V. Kulemanov, L.A. Balagurov, S.A. Tarelkin // 11th International Conference onAtomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures: Abstracts of“ACSIN 2011”. St. Petersburg, Russia. 3-7 October 2011. P. 177.[А19] Magnetic and transport properties of TiO2:V oxide dilute magnetic semiconductor /I.V. Kulemanov, A.F. Orlov, L.A. Balagurov, N.S.
Perov, A.S. Semisalova,L.Yu. Fetisov / 11th International Conference on Atomically Controlled Surfaces,Interfaces and Nanostructures: Abstracts of “ACSIN 2011”. St. Petersburg, Russia.3-7 October 2011. P. 310.22.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
