(Zn,Co)O 中的均匀与非均匀磁性
材料科学
2013-12-25 v1
摘要
通过一系列实验方法研究了由原子层沉积生长的一系列 (ZnO)m(CoO)n 数字合金和超晶格。数据表明，数字合金结构中的 Co 互扩散足以产生真正的随机 Zn1-xCoxO 混合晶体，其中 x 高达 40%。相反，在超晶格结构中，互扩散不足以沿生长方向均匀化 Co 含量，导致形成具有空间调制 Co 浓度的 (Zn,Co)O 薄膜。所有在 160°C 下沉积的结构均表现出稀磁半导体特有的磁性质，即具有局域自旋 S = 3/2，并通过强但短程的反铁磁相互作用耦合，从而导致低温自旋玻璃冻结。研究表明，仅在 200°C 及以上温度生长的层中可见的类铁磁特征，与位于衬底和 (Zn,Co)O 层之间的金属 Co 颗粒界面网有关。这解释了为何铁磁信号的幅度几乎与薄膜厚度无关，并阐明了磁各向异性的起源。我们的结论是基于以下方法确定了 Co 浓度、分布和聚集状态的层得出的：二次离子质谱、电子探针显微分析、具备化学分析能力的高分辨透射电子显微镜、X 射线吸收近边结构、扩展 X 射线吸收精细结构、X 射线光电子能谱以及 X 射线圆二色磁性谱。通过超导量子干涉器件磁力计和微波介电损耗研究了这些层的宏观性质，从而证实了金属夹杂物的重要作用。
引用
@article{arxiv.1201.5268,
title = {Homogenous and heterogeneous magnetism in (Zn,Co)O},
author = {M. Sawicki and E. Guziewicz and M. I. Lukasiewicz and O. Proselkov and I. A. Kowalik and W. Lisowski and P. Dluzewski and A. Wittlin and M. Jaworski and A. Wolska and W. Paszkowicz and R. Jakiela and B. S. Witkowski and L. Wachnicki and M. T. Klepka and F. J. Luque and D. Arvanitis and J. W. Sobczak and M. Krawczyk and A. Jablonski and W. Stefanowicz and D. Sztenkiel and M. Godlewski and T. Dietl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.5268},
year = {2013}
}
备注
23 pages, 22 figures