XVI Российская конференция по физике полупроводников, 7-11 октября 2024 г., Санкт-Петербург
Магнетизм, спинтроника

Магнитные свойства пленок InMnSb, полученных методом лазерного осаждения

А. И. Дмитриев^a, Л. С. Паршина^b, М. С. Дмитриева^a, О. Д. Храмова^b, О. А. Новодворский<sup>b

a</sup> Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
^b Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия

Аннотация: Исследованы магнитные свойства пленок InMnSb, полученных методом импульсного лазерного осаждения. В различных магнитных полях измерены температурные зависимости магнитного момента пленок $M(T)$, охлажденных в нулевом магнитном поле (ZFC) и магнитном поле напряженностью 50 kOe (FC). Анализ полученных магнитных данных показал, что пленки состоят из двух магнитных подсистем: ферромагнитная подсистема нановключений MnSb и парамагнитная подсистема диспергированных ионов Mn$^{2+}$ в матрице InSb. Аппроксимация зависимости $M(T)$ парамагнитной фракции функцией Кюри–Вейса позволила оценить концентрацию диспергированных примесных ионов Mn$^{2+}$ $n_i$ = (6.8 $\pm$ 0.5)$\cdot$10$^{19}$ cm$^{-3}$, которая заметно превосходит предел растворимости примеси марганца в массивных кристаллах InSb. В результате анализа кривой $M(T)$ ферромагнитной фазы нановключений MnSb в рамках закон Блоха 3/2 определены намагниченность насыщения $M_{\mathrm{S}}$ = 225 $\pm$ 24 emu/cm$^3$ (1.1 $\pm$ 0.1 $\mu$B/ion) и температура Кюри $T_{\mathrm{C}}$ = 529 $\pm$ 6 K нановключений MnSb. Значения обеих величин оказались заметно ниже, чем в массивных монокристаллических образцах. Анализ FC-ZFC зависимостей, измеренных в различных полях, позволил установить зависимость температуры блокировки $T_{\mathrm{b}}$ нановключений MnSb от напряженности внешнего магнитного поля $H$. Аппроксимация зависимости $T_{\mathrm{b}}(H)$ позволила оценить значения поля $H_{\mathrm{a}}$ = 812 $\pm$ 265 Oe и константы магнитной анизотропии $K$ = (1.1 $\pm$ 0.3) $\cdot$ 10$^5$ erg/cm$^3$, которые оказались близки к соответствующей величине определенной ранее для монокристаллов Mn$_x$Sb$_{1-x}$ нестехиометрического состава $x$ = 52.8%.

Ключевые слова: разбавленные магнитные полупроводники, InMnSb, импульсное лазерное осаждение.

Поступила в редакцию: 02.12.2024
Исправленный вариант: 03.12.2024
Принята в печать: 04.12.2024

DOI: 10.61011/FTT.2025.01.59784.332

Реферативные базы данных:

•