Полупроводники

Ферромагнитные слои GaMnAs, полученные имплантацией ионов марганца с последующим импульсным лазерным отжигом

Ю. А. Данилов^a, Ю. А. Агафонов^b, В. И. Бачурин^c, В. А. Быков^a, О. В. Вихрова^a, В. И. Зиненко^b, И. Л. Калентьева^a, А. В. Кудрин^a, А. В. Нежданов^a, А. Е. Парафин^d, С. Г. Симакин^c, П. А. Юнин^d, А. А. Яковлева<sup>a

a</sup> Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
^b Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, Черноголовка, Россия
^c Ярославский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Физико-технологического института РАН, Ярославль, Россия
^d Институт физики микроструктур РАН, Нижний Новгород, Россия

Аннотация: Методами вторичной ионной масс-спектрометрии, рентгеновской дифракции, комбинационного рассеяния света, измерений эффекта Холла и магнетосопротивления, магнитного циркулярного дихроизма выполнено экспериментальное исследование свойств слоев, полученных имплантацией в полуизолирующий арсенид галлия ионов марганца (энергия 180 keV) с последующим отжигом импульсом эксимерного KrF лазера. Показано, что при дозах ионов от 1 $\cdot$ 10$^{16}$ до 5 $\cdot$ 10$^{16}$ cm$^{-2}$ и плотности энергии лазера 300 mJ/cm$^2$ формируются сильнолегированные слои $p$-типа проводимости, которые по совокупности результатов исследований разными методами обладают ферромагнитными свойствами с температурой Кюри, зависящей от дозы ионов и достигающей 120 K. В работе рассмотрено и учтено влияние ионного распыления на профили примеси. Обнаружено, что при последующем лазерном отжиге наблюдается сегрегация атомов Mn к поверхности GaAs.

Ключевые слова: арсенид галлия, имплантация ионов Mn, лазерный отжиг, аномальный эффект Холла, ферромагнетизм, температура Кюри.

Поступила в редакцию: 17.10.2023
Исправленный вариант: 17.10.2023
Принята в печать: 24.10.2023

DOI: 10.61011/FTT.2023.12.56767.230

Реферативные базы данных:

•