在氮化物半导体中用电场拉伸磁性
材料科学
2016-11-03 v2
摘要
通过采用新检测方案进行的直接磁化测量，我们展示了纤锌矿 (Ga,Mn)N 中磁化的电学控制。在该稀磁绝缘体中，费米能级被带隙中部区域的 Mn 离子钉扎，且 Mn3+ 离子表现出强烈的单离子各向异性。我们确定 (Ga,Mn)N 可承受至少 5 MV/cm 的电场，表明 Mn 掺杂使 GaN 成为一种有价值的半绝缘材料。在这些条件下，磁电耦合可能由逆压电效应驱动，该效应沿 c 轴拉伸晶胞，从而影响磁各向异性的大小。我们发展了相应理论，并表明其以磁场和温度为函数、在无可调参数的情况下定量描述了实验确定的磁化对电场的依赖关系。由此，我们的工作桥接了迄今独立发展的两个研究领域：纤锌矿半导体的压电性，以及含压电组分的杂化与复合磁结构中的磁化电学控制。
引用
@article{arxiv.1604.06937,
title = {Stretching magnetism with an electric field in a nitride semiconductor},
author = {D. Sztenkiel and M. Foltyn and G. P. Mazur and R. Adhikari and K. Kosiel and K. Gas and M. Zgirski and R. Kruszka and R. Jakiela and Tian Li and A. Piotrowska and A. Bonanni and M. Sawicki and T. Dietl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.06937},
year = {2016}
}
备注
11 pages, 10 figures, version after revision