Mn在GaAs中的逐原子替代及其空穴介导相互作用的可视化
材料科学
2009-11-11 v1
摘要
Mn掺杂GaAs中铁磁性的发现[1]激发了基于电子自旋的半导体技术发展的兴趣，并促成了几个概念验证的自旋电子器件[2-4]。(Ga,Mn)As或其他稀磁半导体实际应用的一个主要障碍仍然是其低于室温的铁磁转变温度。增强半导体中的铁磁性需要理解磁性掺杂剂（如Mn）之间相互作用的机制，并确定铁磁相互作用最大化的条件[5]。在此，我们报道使用一种新颖的逐原子替代技术与扫描隧道显微镜（STM）相结合，首次对由GaAs电子态介导的孤立Mn受主之间的相互作用进行了受控的原子尺度研究。高分辨率STM测量用于可视化参与Mn-Mn相互作用的GaAs电子态，并量化相互作用强度与相对位置和取向的函数关系。我们的实验结果可以通过紧束缚模型计算来解释，揭示了铁磁相互作用对晶向的强烈依赖性。这种各向异性相互作用可以通过生长取向的Ga1-xMnxAs结构来利用，以提高铁磁转变温度，使其超过随机掺杂样品所达到的温度。我们的实验方法也为创建精确排列的单自旋作为耦合量子比特用于存储或信息处理提供了现实途径。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0607765,
title = {Atom-by-Atom Substitution of Mn in GaAs and Visualization of their Hole-Mediated Interactions},
author = {Dale Kitchen and Anthony Richardella and Jian-Ming Tang and Michael E. Flatte and Ali Yazdani},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0607765},
year = {2009}
}