Magneto-optical study of (Ga,Mn)N and (Zn,Cr)Te
| Autor: | Marcet, Stéphane |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Marcet, Stéphane |
| Jazyk: | francouzština |
| Rok vydání: | 2005 |
| Předmět: | |
| Popis: | The field of this thesis is the new diluted magnetic semiconductors (DMS) with the possibilityof a high Curie temperature : (Ga,Mn)N and (Zn,Cr)Te. Previous studies have shown inboth compounds the same valence d4 for the transition metal ions, and ferromagnetic properties(sometimes paramagnetic for (Ga,Mn)N).A magneto-spectroscopic study on the internal d-d transition of the Mn at 1.4 eV, performedon low Mn content GaN epilayers, less than 0.1%, allowed us to develop a crystal eld modelfor Mn3+ (3d4) including dynamical Jahn-Teller eect. This hypothesis on d4 conguration ofMn is also valid for higher Mn doping, up to a few %. Moreover, magnetic circular dichroism atthe band gap energy, in agreement with the magnetization measurements, has shown a standardDMS with a spin-carrier coupling and a paramagnetic behavior. The measured anisotropy isweaker than the calculated one from the spectroscopic parameters.Magnetization, magnetic circular dichroism and Hall eect measurements have shown ferromagneticproperties with a high disorder. In opposition to standard DMS, the dichroism doesnot come from the absorption at the band gap edge but from a deep band. The ferromagneticstate is not induced by carriers but it is carrier sensitive : a p-type conductivity, obtained withN codoping, suppresses the ferromagnetism, probably because of a change in the Cr valence. Ce travail traite de nouveaux semiconducteurs magnétiques dilués (DMS) pouvant avoir unetempérature de Curie supérieure à l'ambiante : (Ga,Mn)N et (Zn,Cr)Te. Des études antérieuresont montré dans ces deux matériaux la même valence d4 pour les ions de transitions et despropriétés ferromagnétiques (parfois paramagnétiques pour (Ga,Mn)N).Une étude magnéto-spectroscopique sur la transition interne d-d du Mn à 1,4 eV dans descouches de (Ga,Mn)N très diluées, moins de 0,1%, a permis de développer un modèle de champcristallin pour Mn3+ (3d4) en introduisant un eet Jahn-Teller dynamique. Cette hypothèse duMn dans la conguration d4 est également valable pour les concentrations de quelques %. Deplus, un dichroïsme circulaire magnétique au gap, en accord avec les mesures d'aimantation estobservé : nous obtenons un DMS classique avec un couplage spin-porteurs, et un comportementparamagnétique. L'anisotropie mesurée est cependant plus faible que celle calculée à partir desparamètres spectroscopiques.Les mesures d'aimantation, de dichroïsme circulaire magnétique et d'eet Hall sur (Zn,Cr)Teont montré des propriétés ferromagnétiques associées à un désordre important. Contrairementaux DMS classiques, le dichroïsme observé n'est pas dû à des transitions au gap mais à unebande profonde. L'état ferromagnétique n'est pas induit par des porteurs mais il est modulable :une conduction de type p obtenue après dopage par de l'azote supprime le ferromagnétisme, sansdoute suite à un changement de la valence du Cr. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|