tailieunhanh - Nghiên cứu sự hình thành các pha của Ge1-xMnx DMS được phát triển trên đế Ge(001)

Bài viết xác định được sự hình thành ba pha trong quá trình phát triển của các màng: Pha GeMn DMS, pha các cột nano GeMn và pha gồm các đám Mn5Ge3. Trên cơ sở đó, điều kiện chế tạo ra các màng GeMn có cấu trúc chỉ bao gồm các cột nano và có nhiệt độ Curie cao trên 400K cũng đã được thiết lập. | Nghiên cứu sự hình thành các pha của Ge1-xMnx DMS được phát triển trên đế Ge(001) TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 24. 2015 NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH CÁC PHA CỦA Ge1-xMnx DMS ĐƢỢC PHÁT TRIỂN TRÊN ĐẾ Ge(001) Nguyễn Hoàng Hà1, Lê Thị Giang2, Lê Thị Thanh Tâm 1 3 TÓM TẮT Kết quả phân tích cấu trúc được kết hợp với kết quả phân tích tính chất từ để nghiên cứu động học sự hình thành các pha của bán dẫn pha loãng từ (DMS) Ge1-xMnx được phát triển trên đế Ge(001) bằng phương pháp Epitaxy chùm phân tử (BME). Tùy thuộc vào hàm lượng Mn, chúng tôi đã xác định được sự hình thành ba pha trong quá trình phát triển của các màng: pha GeMn DMS, pha các cột nano GeMn và pha gồm các đám Mn5Ge3. Trên cơ sở đó, điều kiện chế tạo ra các màng GeMn có cấu trúc chỉ bao gồm các cột nano và có nhiệt độ Curie cao trên 400K cũng đã được thiết lập. Từ khóa: Ge1-xMnx DMS, Đế Ge(001) 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Khái niệm Spin - transitor đƣợc đƣa ra bởi Datta và Das từ những năm 90 của thế kỷ trƣớc [1]. Trong đó, việc điều khiển dòng Id của kênh bán dẫn đƣợc thay thế bằng việc điều khiển các trạng thái lƣợng tử của spin (up hoặc down). Việc thay đổi định hƣớng của spin dễ dàng hơn rất nhiều so với việc vận chuyển dòng điện tích qua kênh bán dẫn truyền thống. Điều này dẫn đến việc sử dụng các tranzito hiệu ứng trƣờng điều khiển bằng spin (Spin-FET) trong thiết bị vừa giảm đáng kể năng lƣợng tiêu thụ, vừa làm tăng tốc độ xử lý. Vấn đề đặt ra là cần phải tổng hợp đƣợc vật liệu để bơm dòng spin phân cực vào bán dẫn nền một cách hiệu quả nhất. Các nhà khoa học vật liệu đã khám phá ra đƣợc hai phƣơng pháp chính để bơm dòng spin phân cực vào bán dẫn nền. Cách thứ nhất, sử dụng tính sắt từ của các kim loại chuyển tiếp nhƣ Co, Fe, Ni hoặc các hợp kim của chúng. Dòng spin phân cực từ kim loại đƣợc bơm vào bán dẫn bởi hiệu ứng đƣờng hầm thông qua một lớp điện môi hoặc hàng rào Shottky. Hiệu suất bơm spin bằng phƣơng pháp này hiện còn rất thấp. Lý do là