A scaling relation of anomalous Hall effect in ferromagnetic semiconductors and metals
本文将最近在铁磁半导体(Ti,Co)O_2中发现的反常霍尔效应的标度关系与各种铁磁半导体和金属的标度关系进行了比较。许多电导率σ_xx_ < 10^4 ohm^-1 cm^-1的化合物也表现出类似的关系:异常霍尔电导率σ_AH_近似与σ_AH_与σ_xx_^1.6成正比,这与最近的理论相一致。这个关系式在sigma_xx_的五十年内都是有效的,不管是金属导电还是跳跃导电。
2007-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-Induced Room-Temperature Ferromagnetic Semiconductors with Large Anomalous Hall Conductivity in Two-Dimensional Cr2Ge2Se6
通过密度泛函理论计算,我们预测了一个稳定的二维(2D)铁磁半导体Cr $_2$ Ge $_2$ Se $_6$,其中的居里温度$T$ $_c$可以显着提高超过室温,通过施加百分之几的应变。此外,2D Cr $_2$ Ge $_2$ Se $_6$和Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$中的异常霍尔电导率被预测为与Fe和Ni的铁磁金属中的异常霍尔电导率相当,并且比稀磁半导体Ga(Mn,As)中的异常霍尔电导率大一个数量级。基于超交换相互作用,应变对二维Cr $_2$ Ge $_2$ Se $_6$中$T$ $_c$的增强可以通过Cr的3个$d$轨道和Se的4个$p$轨道之间能量差的减小来理解。我们的发现突出了通过应变获得室温铁磁半导体的微观机制。
2019-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The suppression of Curie temperature by Sr doping in diluted ferromagnetic semiconductor (La1-xSrx)(Zn1-yMny)AsO
(La 1-xSrx)(Zn 1-yMny)AsO是一种二维稀磁半导体,具有电荷和自旋解耦掺杂的优点。Sr ~(2+)取代La ~(3+)和Mn ~(2+)取代Zn ~(2+)分别引入空穴载流子和自旋。这一优势使我们能够调查的影响,载流子掺杂的铁磁有序状态,通过控制Sr浓度在(La 1-xSrx)(Zn 0.9Mn 0.1)AsO。10%Sr掺杂导致TC ~ 30 K以下的铁磁有序。增加Sr浓度到30%严重抑制居里温度和饱和时刻。中子散射测量表明,(La0.9Sr0.1)(Zn0.9Mn0.1)AsO在300 K以下没有发生结构转变。
2014-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hall effect and magnetoresistance in p-type ferromagnetic semiconductors
最近的工作,旨在了解铁磁III-V族和II-VI族半导体中的磁输运现象进行了说明。本文讨论了p型磁性半导体反常霍尔效应的理论,并对(Ga,Mn)As和(Zn,Mn)Te的侧跳和斜散射机制的相对作用进行了评价。强调了强磁场中铁磁半导体的磁输运研究可以分离正常和异常霍尔效应的贡献,评估自旋在载流子散射和局域化中的作用,以及确定金属-绝缘体转变附近铁磁相的参与率。在强磁场区,弱的局域化效应导致了相当大的负磁阻效应。
2003-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast Photoinduced Softening in a III-V Ferromagnetic Semiconductor for Non-thermal Magneto-Optical Recording
通过时间分辨双色磁光克尔谱,我们已经证明了光生瞬态载流子降低铁磁InMnAs在低温下的磁性。这种瞬态"软化“仅在载流子寿命期间($\sim$ 2 ps)持续,并且一旦载流子重新组合消失就返回到其原始值。我们讨论了这种不寻常的现象的起源,在载体增强的铁磁交换Mn离子之间的相互作用,并提出了一个完全非热的磁化反转计划。
2004-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Why ferromagnetic semiconductors?
信息技术的快速发展源于相关设备的单位面积所能处理、存储和传输的信息密度的指数级增长。然而,越来越多的证据表明,以这种方式取得的进展已接近极限。各种新颖的想法提出规避障碍前进的描述。特别注意的是那些提出利用电子或核自旋作为信息载体的概念。在这里,含有相当大浓度的过渡金属的III-V或II-VI化合物的铁磁半导体作为出色的自旋电子材料出现。
2002-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lecture Notes on Semiconductor Spintronics
这些非正式的课堂讲稿从历史的角度描述了半导体自旋电子学的进展,并与铁磁金属自旋电子学的成就进行了比较。在概述了自旋电子学研究背后的动机后,介绍了三组材料的调查结果。这些包括非磁性半导体,涉及半导体和铁磁金属的混合结构,以及顺磁或铁磁相的稀磁半导体。特别注意的是孔控制的铁磁系统,其热力学,微磁,运输和光学性质的详细描述连同相关的理论模型。
2007-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-range ferromagnetic correlations between Anderson impurities in a semiconductor host
本文用量子蒙特卡罗方法研究了半导体基质中的双杂质安德森模型。我们发现,杂质自旋表现出铁磁相关的范围,可以大大增强比在半填充金属带。特别地,当费米能级位于价带顶部以上时,该范围最长,并且随着杂质束缚态被占据而减小。与光电子发射和光吸收实验的比较表明,该模型捕捉的基本电子结构的Ga_{1-x} Mn_xAs,原型稀磁半导体(DMS)。这些数值结果也可能是有用的合成DMS或稀氧化物铁磁体具有较高的居里温度。
2006-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlation effects in the valence bands of ferromagnetic semiconductor EuS
本文对多带Kondo晶格模型进行了多体分析。结合第一性原理TB-LMTO能带结构计算,研究了铁磁半导体EuS的3个$\textit{p}$价带中的温度相关效应.计算并讨论了准粒子态密度(Q-DOS)、谱密度(SD)和准粒子能带结构(Q-BS)等物理性质。因此,我们提出了一个自旋分辨的ARPES的价带的EuS进行。
2005-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast Probes of Nonequilibrium Hole Spin Relaxation in Ferromagnetic Semiconductor GaMnAs
我们直接测量铁磁GaMnAs通过时间和极化分辨光谱的空穴自旋寿命。低于居里温度Tc,超快的光激发与线性偏振光显示,通过动态极化的空穴通过p-d交换散射与铁磁有序Mn自旋的非平衡空穴自旋人口,我们表征其弛豫动力学。观察到的弛豫由明显的三步恢复组成:(i)飞秒(fs)空穴自旋弛豫~ 160 -200 fs,(ii)皮秒(ps)空穴能量弛豫~ 1-2 ps,以及(iii)相干阻尼Mn自旋进动,周期约为250 ps。空穴自旋分量的瞬态振幅随着温度的升高而减小,直接遵循铁磁顺序,而空穴能量振幅显示出可忽略的温度变化,与我们的解释一致。因此,我们的研究结果建立了铁磁半导体中的空穴自旋寿命,并展示了一种新的光谱方法,用于研究相关性和磁序存在下的非平衡空穴自旋。
2014-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization Process of the n-type Ferromagnetic Semiconductor (In,Fe)As:Be Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism
为了研究新型n型磁性半导体(In,Fe)As共掺Be的铁磁有序化机制,我们对铁磁和顺磁样品进行了X射线吸收光谱和X射线磁性圆二色性(XMCD)研究。的谱线的形状表明,铁磁性是内在的起源于铁原子纳入到锌-铟型InAs晶格。通过叠加代表纳米尺度铁磁畴的超顺磁性(SPM)行为的朗之万函数和代表居里-外斯顺磁性的T-线性函数,可以很好地再现由XMCD测量的Fe的磁化曲线。在20 K的数据显示偏离朗之万行为,表明宏观铁磁性逐渐建立在降低温度。SPM行为表明纳米尺度铁磁畴的存在表明纳米尺度上Fe浓度的空间波动。
2015-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of ferromagnetic response in diluted magnetic semiconductors and oxides
本文综述了目前对稀磁半导体、稀磁氧化物以及一些名义上无磁材料铁磁响应起源的认识。有人认为,这些系统可以分为四类。第一种属于复合材料,其中已知的铁磁性、亚铁磁性或反铁磁性化合物的沉淀物在高温下具有磁性特征。第二类形成的合金显示出化学纳米级的相分离成区域与小和大浓度的磁性成分。第三类属于(Ga,Mn)As、重掺杂p-(Zn,Mn)Te和相关半导体。在这些固溶体中,建立在p-d Zener空穴介导铁磁性模型和Kohn-Luttinger kp理论或多轨道紧束缚方法上的理论定性地描述了许多相关性质,并且通常定量地描述了许多相关性质。最后,在一些载流子掺杂的DMS和DMO之间的竞争长程铁磁和短程反铁磁相互作用和/或接近的本地化边界导致电子纳米级的相分离。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity Band Conduction in a High Temperature Ferromagnetic Semiconductor
利用光谱学方法研究了稀磁半导体Ga $_{1-x}$ Mn $_{x}$ As的能带结构.我们证明了费米能级($E_{F}$)存在于Mn诱导的杂质带(IB)中。这一结论是基于对光学电导率($σ_{1}(ω,T)$)的频率和温度依赖性的仔细分析。从我们的分析$σ_{1}(ω,T)$,我们推断出一个大的有效质量($m^*$)的运营商,支持的观点,传导发生在IB。我们的研究结果也提供了有用的见解Mn掺杂GaAs的输运性质。
2006-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The temperature dependent behaviour of surface states in ferromagnetic semiconductors
我们提出了一个模型计算的铁磁局域矩膜的表面态的温度依赖行为。该膜内的s-f模型,具有本地的磁矩交换耦合到巡回传导电子。表面态是通过改变薄膜表面附近的跳跃而产生的。在计算的温度依赖的行为的表面状态,我们能够再现与最近的(逆)光电发射数据的Gd(0001)表面状态的温度依赖性行为的Stoner样和自旋混合行为。
2000-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resistivity extrema in double exchange ferromagnetic nondegenerate semiconductors
本文提出了一种适用于双交换铁磁非简并半导体巨磁阻材料的磁杂质理论。它提供了一个解释的非单调温度依赖性的载流子密度时,它显示第一个最大值,然后最小值,在温度的增加。相应地,电阻率首先显示最小值,然后显示最大值。该理论基于杂质电离引起的载流子激活能和磁振子自由能变化之间的关系。这相当于载流子密度与光学吸收边的所谓巨红移之间的关系。
2002-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reversible 300K Ferromagnetic Ordering in a Diluted Magnetic Semiconductor
报道了在稀磁半导体中发现300 K可逆铁磁有序.在"开"和"关"状态之间的室温铁磁性的切换实现在Co 2+:ZnO的晶格掺入和去除的原生n型缺陷,间隙Zn。光谱和磁性数据暗示了铁磁性的双交换机制。这些结果首次证明了在稀磁半导体中的可逆室温铁磁有序,并为在半导体传感器或基于自旋的电子器件中集成磁性和导电性提供了新的机会。
2004-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial ferromagnetic semiconductor GdN thin films on Si substrate
本文已被作者撤回
2010-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Double Perovskite Semiconductors with Tunable Properties
我们成功地掺杂磁性沉默的双钙钛矿半导体Sr 2GaSbO 6诱导铁磁性和调整其带隙,与Ga 3+部分取代的磁性三价阳离子Mn 3+,在一个刚性的阳离子序与Sb 5+。我们的新的铁磁半导体Sr 2Ga 1-xMnxSbO 6双钙钛矿,它在四重对称性(空间群I4/m)结晶,并具有可调的铁磁有序温度和带隙,表明双钙钛矿的磁性离子掺杂是一个生产性的途径,获得材料的应用在下一代氧化物为基础的自旋电子器件。
2021-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Semiconductors and Spintronic Devices
该研究聚焦铁磁半导体在自旋电子器件中的核心作用,探究其独特性质、自旋调控进展及在下一代半导体技术中的集成潜力。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Room temperature ferromagnetic semiconductors through metal-semiconductor transition in monolayer MnSe2
本研究利用密度泛函理论提出通过拉伸应变诱导单层 MnSe2 及 MnSe2/X 异质结构发生金属-半导体转变,从而获得室温铁磁半导体并产生显著 MOKE。
2023-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin Gain Transistor in Ferromagnetic Semiconductors: the Semiconductor Bloch Equations Approach
提出了自旋增益晶体管的工作原理和方案:大的未磁化电流产生足够的铁磁转变的密度;小的磁化电流引发自发磁化;大的磁化电流被提取。因此,预计自旋增益将超过1000。用半导体布洛赫方程描述了库仑交换作用下自旋的集体动力学。
2003-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced magnetism in the ferromagnetic semiconductors
我们研究了在铁磁半导体如EuS中,由于入射光引起的磁转变温度$T_c$的增强。光激发载流子由于与局域磁矩的耦合而介导额外的铁磁相互作用。哈密顿量由局域化矩的海森堡模型和光激发载流子与局域化矩之间的相互作用项组成。该模型预测一个小的增强的转变温度与实验半定量协议。
2009-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Effect of spin-conserving scattering on Gilbert damping in ferromagnetic semiconductors
基于$s$ - $d$模型对铁磁半导体中的Gilbert阻尼进行了理论研究。与金属中的情况相反,由于自旋轨道耦合的动量相关的有效磁场,铁磁半导体中的所有自旋守恒散射提供了额外的自旋弛豫通道,从而修改Gilbert阻尼。在纯自旋流的存在下,我们预测了一个新的贡献,由于各向异性的自旋轨道耦合和纯自旋流的相互作用。
2010-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Semiconductors: Moving Beyond (Ga,Mn)As
用于III-V铁磁半导体生长的MBE技术的最新发展已经产生了在自旋电子学(即利用载流子自旋极化的电子学)中具有特殊前景的材料。在这些材料中,最仔细研究的是(Ga,Mn)As,其中生长技术的细致优化导致了可再现的材料性质和远高于150 K的铁磁转变温度。我们审查进展的理解,这种特殊的材料和努力,以解决铁磁半导体作为一个类。然后,我们讨论如何这些材料可能会发现自旋电子学的应用建议。最后,我们提出了可用于判断新发现的铁磁半导体的潜在效用的标准,并提出了可能有助于寻找理想材料的指导方针。
2005-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Spin valve effect by ballistic transport in ferromagnetic metal (MnAs) / semiconductor (GaAs) hybrid heterostructures
我们通过弹道输运证明了全外延MnAs铁磁金属/ GaAs半导体/ GaAs:MnAs颗粒混合异质结构中的自旋阀效应。GaAs:MnAs材料在GaAs基质中含有铁磁MnAs纳米颗粒,并充当自旋注入器和自旋检测器。虽然GaAs/MnAs界面的势垒高度被发现是非常小的,观察到相对较大的磁阻。这一结果表明,通过使用弹道输运,我们可以实现大的自旋阀效应,而无需在铁磁金属/半导体界面插入高隧道势垒。
2007-08-13 cond-mat.mtrl-sci
How to make semiconductors ferromagnetic: A first course on spintronics
本文讨论了近年来迅速发展的稀磁半导体铁磁性研究领域,即半导体基质经过渡金属杂质磁掺杂而形成铁磁性半导体(如Ga_{1-x} Mn_xAs,x ~ 1- 10%),着重阐明了其磁性的物理机制。总结了最近的主要进展,重点讨论了无序,局域化,能带结构,缺陷的作用,以及在产生良好的磁质量和高居里温度的材料的选择。磁性和输运性质之间的相关性被认为是发展铁磁半导体性质的全面理解的关键因素。
2003-04-09 cond-mat.mtrl-sci
CrCTe$_3$: Computational design of a robust two-dimensional anti-ferromagnetic semiconductor
使用密度泛函理论计算,我们建立了迄今未知的化合物CrCTe $_3$是一个稳定的反铁磁半导体的R $\bar{3}$晶体结构与间接的基本间隙。本体化合物中的连续层通过范德华力弱结合,因此各个层可以很容易地剥落。单层CrCTe $_3$也是反铁磁半导体。单层在大范围的压缩和拉伸应变下结构稳定,并且反铁磁状态在该应变范围内是稳健的。单层的带隙可以通过在此范围内施加应变来调节多达50%。
2017-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit fields in ferromagnetic metal/semiconductor junctions
从微扰理论的自旋期望值获得自旋轨道耦合值的方法是不正确的。因此,图。2和3是不正确的。
2013-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical prediction of two-dimensional CrOF sheet as a ferromagnetic semiconductor or a half-metal
基于密度泛函理论对二维氧化铬氟CrOF薄膜进行了研究。研究表明,CrOF薄片是一种本征铁磁半导体。计算的低解理能意味着铁磁半导体可以从其块状形式剥离。相应的居里温度为150 K。特别是,居里温度增加到410 K下的空穴掺杂和CrOF片成为半金属。多功能的电子和磁性表明,二维CrOF片可以是一个有前途的候选人,为下一代自旋电子器件。
2018-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-size effect and tunneling magnetoresistance in ferromagnetic-semiconductor quantum heterostructures
研究了铁磁半导体GaMnAs量子阱异质结中的共振隧穿效应及其引起的隧穿磁电阻(TMR)的增加。GaMnAs量子阱的量子能级可以用考虑p-d交换作用的价带kp模型来解释。研究还发现,电极注入载流子的费米能级对观察该系统中的共振隧穿是重要的。
2006-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin order manipulations in nanostructures of II-VI ferromagnetic semiconductors
概述了最近的研究在铬和锰基II-VI族稀磁半导体铁磁性强调基本的交换机制的差异。给出了由载流子密度、维数、光和电场进行自旋排序的操纵的例子。
2003-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection in a Ferromagnetic / Tunnel Barrier/ Semiconductor Heterostructure
我们证明了实验的电弹道电子自旋注入从铁磁金属/隧道势垒接触到半导体III-V族异质结构。我们引入倾斜汉勒效应技术来可靠地光学测量注入的自旋极化程度。在CoFe /Al_2 O_3/ GaAs /(Al,Ga)As异质结中,我们在80 K下观察到超过8%的注入自旋极化。
2001-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Self-compensation in manganese-doped ferromagnetic semiconductors
本文提出了Mn掺杂铁磁半导体中的间隙Mn理论。利用密度泛函理论,我们表明,在非平衡条件下的生长,间隙锰很容易形成一个简单的低能量吸附途径的表面附近。在GaAs中,孤立的间隙Mn是电子供体,每个补偿两个替代Mn受体。在一个杂质带模型,部分补偿促进铁磁秩序低于金属-绝缘体过渡,最高的居里温度发生0.5个孔每置换锰。
2002-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-level control in a III-V-based ferromagnetic-semiconductor heterostructure with a GaMnAs quantum well and double barriers
我们研究了具有2.5 nm厚GaMnAs量子阱和双势垒的三端III-V基铁磁半导体异质结的自旋相关隧穿性质。我们成功地控制量子能级和调制自旋相关的电流与不同的电压连接到GaMnAs量子阱的电极。我们的研究结果将为实现三端自旋共振隧穿器件开辟新的可能性。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic semiconductor (In,Ga,Mn)As with Curie temperature above 100 K
我们用分子束外延法在InP衬底上生长了Mn组分x达到0.13的(InyGa_(1-y))_(1-x)Mn_xAs铁磁半导体层。在晶格匹配成分附近,即,y ~ 0.53时,居里温度随有效Mn组分x_eff线性增加,符合经验公式T_C= 1300 x_eff。当x相对较高(x>0.1; x_eff>0.08)且空穴浓度在10^19 cm^-3的量级时,我们得到的居里温度高于100 K。
2002-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Ferromagnetic Semiconductor Rutile Ti1-xCoxO2-δEpitaxial Thin Films Grown by Sputtering Method
采用直流溅射法在蓝宝石衬底上生长了室温铁磁半导体金红石型Ti 1-xCoxO 2-δ(101)外延薄膜。铁磁磁化,磁性圆二色性,和异常霍尔效应在室温下清晰地观察到在单晶生长的薄膜中的第一次。磁化强度值接近3μB/Co,这与最近通过光谱方法确定的该化合物中的高自旋态Co 2+一致。因此,其原本较大的磁光响应被进一步增强。
2008-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Precipitation of amorphous ferromagnetic semiconductor phase in epitaxially grown Mn-doped Ge thin films
研究了外延生长的Mn掺杂Ge薄膜的铁磁性起源。采用低温分子束外延技术成功地生长了Mn掺杂的Ge薄膜,且没有析出Mn 5Ge 3等铁磁Ge-Mn金属间化合物。磁性圆二色性测量表明,外延生长的Mn掺杂Ge薄膜具有明显的铁磁行为,但在临界点处观察到的塞曼分裂不是由s,p-d交换作用引起的。高分辨率透射电子显微镜和能量色散X-射线光谱分析表明,无Mn单晶Ge基质中具有高Mn含量的非晶Ge 1-xMnx簇的相分离。由于非晶Ge_(1-x)Mn_x是一种均匀的铁磁半导体,因此非晶Ge_(1-x)Mn_x团簇的析出是外延生长Mn掺杂Ge薄膜铁磁半导体行为的起源。
2005-11-15 cond-mat.mtrl-sci
New p- and n-type ferromagnetic semiconductors: Cr-doped BaZn2As2
采用密度泛函理论和量子蒙特卡罗模拟相结合的方法,我们发现了一种新的铁磁半导体:Cr掺杂的BaZn_2As_2。由于基质BaZn_2As_2的禁带宽度为0.2eV,Cr杂质的3d轨道的不同杂化,在价带顶和导带底都诱导出杂质束缚态。Cr杂质之间的长程铁磁耦合是通过p型和n型载流子获得的。
2016-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Coherent manipulation of magnetization precession in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As with successive optical pumping
我们报告动态控制磁化进动光单独。铁磁(Ga,Mn)As外延层用于实验。通过调节两个连续的光泵浦脉冲之间的时间间隔,在很大程度上调制了进动的幅度,这通过非热过程在磁化上引起转矩。并讨论了进动运动中的非线性效应。
2008-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Field Effect Magnetization Reversal in Ferromagnetic Semiconductor Quantum Wells
我们预测,一种新的偏置电压辅助磁化反转过程将发生在Mn掺杂的II-VI族半导体量子阱或异质结与载流子诱导的铁磁性。这种效应是由于强交换耦合引起的子带混合,导致电可调的磁滞回线。我们的模型计算是基于Mn掺杂量子阱中载流子感生铁磁性的平均场论和对主体II-VI族半导体价带的半唯象描述。
2001-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Defect correlations, metal-insulator transition, and magnetic order in ferromagnetic semiconductors
稀释的铁磁III-V族半导体通常表现出高度的补偿。补偿与任一符号的带电缺陷的可比密度的存在有关。这自然导致在生长和退火期间缺陷位置之间的强相关性的发展。我们表明,这些相关性需要了解实验观察到的运输和磁性,以及持久性的能隙掺杂磁性离子。
2002-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic and random spin ordering in diluted magnetic semiconductors
在稀磁半导体系统中,磁性杂质之间的交换相互作用有两个独立的分量:直接反铁磁相互作用和由载流子介导的铁磁相互作用。取决于系统参数,系统的基态可以是铁磁有序的或随机有序的。在本文中,我们使用逾渗理论找到铁磁转变温度和分离铁磁相和价键玻璃相的量子临界点的位置。
2004-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial integration of the intrinsic ferromagnetic semiconductor GdN with silicon technology
下一代自旋电子学器件的一个主要挑战是实现铁磁半导体薄膜作为自旋注入器和探测器。金属无法有效地实现自旋极化载流子注入,再加上本征铁磁半导体的稀有性,这推动了对稀磁半导体的深入研究。其中最主要的是掺杂的III-V族化合物(Ga,Mn)As。这些材料具有许多缺点;它们(i)需要远高于溶解度极限的磁离子掺杂,以及(ii)必须被空穴掺杂至高于简并极限,从而阻止对载流子浓度和电荷符号的独立控制。在这里,我们展示了第一外延生长的一个最近的特点本征铁磁半导体,GdN,在硅衬底上,提供了一个重要的一步,将新的自旋电子学功能集成到硅基技术。薄膜的特征在于它们的生长向完全放松的GdN,其载流子的密度和流动性,以及它们的磁行为。
2010-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical properties of a new group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex grown by low-temperature molecular beam epitaxy
采用低温分子束外延(LT-MBE)技术,在不析出铁磁Ge-Fe金属间化合物的条件下,成功地生长了一种新的IV族铁磁半导体Ge_(1-x)Fe_x。用磁性圆二色性(MCD)研究了Ge_(1-x)Fe_x薄膜的铁磁性。特别是,铁含量(FFe/FGe =1 - 10%)和生长温度(100,200 ℃)对铁磁性的影响进行了仔细研究。MCD测量结果表明,Ge 1-xFex薄膜的能带结构与体材料Ge相同,Fe原子进入Ge基体引起了能带结构的大的自旋劈裂,表明存在s,p-d交换作用. Ge_(1-x)Fe_x薄膜具有铁磁行为,铁磁转变温度随Fe组分的增加而线性增加。这些结果表明外延生长的Ge_(1-x)Fe_x是一种本征铁磁半导体。
2005-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven Magnetization Reversal in a Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Mn)As/GaAs/(Ga,Mn)As Tunnel Junction
在30 K下,研究了铁磁半导体基(Ga,Mn)As/GaAs/(Ga,Mn)As磁性隧道结中电流驱动的磁化反转现象.在一个1.5 x 0.3 μ m^2的矩形器件上进行磁电阻测量并施加电流脉冲,结果表明,尽管p型半导体系统中存在自旋-轨道相互作用,但在1.1 - 2.2 x 10^5 A/cm^2的低临界电流密度下,磁化翻转仍会发生。可能的机制负责的效果进行了讨论。
2004-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional room temperature ferromagnetic semiconductors
本文基于密度泛函理论计算,提出通过对二维室温铁磁金属进行元素替换,预测并获得了多种居里温度高于室温的二维铁磁半导体,为探索高温铁磁半导体提供了新途径。
2024-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Curie temperature bistability in ferromagnetic semiconductor resonant tunneling diodes
我们预测了具有稀释铁磁半导体量子阱的双势垒共振隧穿结构的居里温度-电压特性的双稳态。我们的结论是基于静电学和弹道量子输运的模拟结合平均场论描述的铁磁性在稀磁半导体。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A ferromagnetic oxide semiconductor as spin injection electrode in magnetic tunnel junction
由室温铁磁半导体金红石Ti 1-xCoxO 2-d和铁磁金属Fe0.1Co0.9组成的磁性隧道结在15 K时表现出约11%的正隧穿磁电阻(TMR),表明Ti 1-xCoxO 2-d可以用作自旋注入电极. TMR随温度的升高而降低,在180 K以上消失。由于非晶势垒层和/或结界面的低质量,在高温下的TMR作用可能被非弹性隧穿传导所禁止。
2005-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Nanoengineered Curie Temperature in Laterally-Patterned Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures
我们展示了操纵的铁磁半导体(Ga,Mn)As的埋层的居里温度使用纳米光刻,以提高退火的效果。将GaAs覆盖的铁磁层图案化成纳米线暴露了图案化的(Ga,Mn)As层的侧壁处的自由表面,并且因此允许使用退火去除Mn杂质。与未图案化的样品相比,这导致增强的居里温度和降低的电阻率。对于固定的退火时间,居里温度的提高是较大的较窄的纳米线。
2005-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Semiconductor Nanotubes with Room Curie Temperatures
本研究提出通过单层铁磁性材料构建纳米管的方法,预测了MX₂纳米管中具有室温居里温度的铁磁性半导体,并发现径向电极化,为自旋电子学提供了新材料。
2025-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Heavily Fe-doped n-type ferromagnetic semiconductor (In,Fe)Sb with high Curie temperature and large magnetic anisotropy
采用低温分子束外延方法生长了重掺Fe的n型铁磁半导体(In 1-x,Fex)Sb(x = 20 - 35%)薄膜,研究了其高温铁磁性和大的磁各向异性。当x = 20 - 35%时,(In 1-x,Fex)Sb薄膜保持了锌-铁磁晶体和具有单相铁磁性的能带结构。(In 1-x,Fex)Sb的居里温度(TC)在x = 35%时达到390 K,显著高于室温,是迄今为止报道的III-V族铁磁半导体的最高值。此外,x = 35%的(In 1-x,Fex)Sb薄膜具有较大的矫顽力(HC = 160 Oe)和剩磁(Mr/MS = 71%)。我们的研究结果表明,n型铁磁半导体(In 1-x,Fex)Sb是非常有前途的自旋电子器件在室温下运行。
2019-01-07 cond-mat.mtrl-sci
A new mechanism of exchange interaction in ferromagnetic semiconductors
我们提出了一种新的间接交换作用机制,它可以解释Mn-杂质半导体(如GaMnAs)在低载流子浓度下的铁磁有序.该机制是基于带态(传导或价)与局域杂质(施主或受主)态的杂化的相互作用以及局域自旋与带态之间的直接交换相互作用。当两个杂质的局域施主(受主)态的波函数重叠时,两个杂质之间发生间接交换耦合。这种耦合是独立的自由载流子浓度,因此可能是负责在低或零载流子浓度的铁磁转变。
2002-03-06 cond-mat.mtrl-sci
(Sr,Na)(Zn,Mn)2As2: A new diluted ferromagnetic semiconductor with the hexagonal CaAl2Si2 type structure
报道了一种新的稀磁半导体(Sr,Na)(Zn,Mn)_2As_2,它通过Sr/Na和Zn/Mn替代分别实现了电荷和自旋的解耦,区别于传统的(Ga,Mn)As同时实现了电荷和自旋的解耦.与最近报道的铁磁性(Ba,K)(Zn,Mn)2As 2不同,该材料结晶为六方CaAl 2Si 2型结构。居里温度高达20 K的铁磁性已观察到从磁化。μ子自旋弛豫测量表明,这个新系统的Mn时刻之间的交换相互作用可能是不同的早期DMS系统。该系统为研究稀磁半导体的铁磁性提供了重要手段。
2014-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Coherent control of magnetization precession in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As
本文报道了铁磁半导体(Ga,Mn)As的单色时间分辨磁光测量。我们证明了相干光控制的磁化旋进施加两个连续的超短激光脉冲。的磁场和温度依赖的实验揭示集体Mn矩性质的振荡部分的时间依赖的克尔旋转,以及贡献的磁光信号,不与磁化动力学。
2008-12-02 cond-mat.mtrl-sci