A Study on the Properties of the Magnetic Semiconductor GaMnAs Depending on Thin Film Deposition and the Treatment Conditions

GaMnAs 자성반도체의 박막 특성 및 후처리에 따른 특성 변화 연구

  • Kim, Dong-Sik (Dept. of Computer Systems & Engineering, Inha Technical College)
  • 김동식 (인하공업전문대학 컴퓨터시스템과)
  • Published : 2008.09.25

Abstract

We investigate magnetic semiconductor thin films for application towards spintronics, which can overcome current limitations in semiconductor devices. GaMnAs magnetic semiconducting films studied are easily integrated into conventional semiconductor processes and also offer a wide range of application, therefore it shows much promise as a future material. However the Curie temperature at which magnetic properties exist for GnMnAs is very low, also depending on deposition conditions the properties of the film can vary widely. In order to study these issues we investigate the best possible deposition conditions for magnetic properties.

본 연구에서는 비약적으로 발전하고 있는 반도체 소자가 요구하는 새로운 특성을 가진 신소재의 개발에 부응하여, 최근 세계적으로 많은 연구가 되고 있는 spintronics에 사용되는 화합물 자성반도체 박막에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용되는 GaMnAs 자성반도체 박막은 기존의 III-V족 화합물 반도체 소자에 적용이 쉽고, 그 응용범위가 넓어 앞으로의 전망이 매우 밝은 새로운 화합물 반도체라고 할 수 있다. 그러나 이런 GaMnAs 자성반도체 박막의 경우 현재까지 자성 특성을 나타내는 Curie 온도가 매우 저온에서만 나타나며, 또한 성장 조건에 따라 그 특성이 매우 달라지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 GaMnAs 자성반도체 박막을 성장시키기 위한 최적조건과 자성특성을 향상시키기 위한 실험을 수행하였다.

Keywords

References

  1. G. Prinz, 'Optical Manipulation of Nuclear Spin by a Two-Dimensional Electron Gas', Phys. Today 48, 58 (1995); science 282, 1660(1998)
  2. H. Ohno, "Spin Relaxation in GaAs(110) Quantum Wells", Science 281, 951(1998) https://doi.org/10.1126/science.281.5379.951
  3. H. Ohno, H. Munekata, T. penney, S. von Molnar, and L. L. Chang, "Magnetotransport properties of p-Tpye (In,Mn)As Diluted Magnetic III-V Semiconductors", Phys. Rev. Lett. 68, 2664(1992) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.2664
  4. F. Matsukura, H. Ohno, A. Shen, and Y. Sugawara, "Transport properties and origin of ferromagnetism in(Ga,Mn)As", Phys. Rev. B 57(4), R2037(1998) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.R2037
  5. J. Sadowski, R. Mathieu and P.Svedlindh, "Structural and magnetic properties of GaMnAs layers with high Mn-content grown by migration-enhanced epitaxy on GaAs(100) substrates", Appl. Phys. Lett 78(21), 3271(2001) https://doi.org/10.1063/1.1370535
  6. M. Tazima K. Yamamoto, D. Okazawa, A. Nagashima, and J. Yoshino, "Effect of Mn on the low temperature growth of GaAs and GaMnAs", Physica E 10, 186(2001) https://doi.org/10.1016/S1386-9477(01)00079-0
  7. H. Ohno and F. Matsukura, "A ferromagnetic III-V semiconductor: (Ga,Mn)As", Solid state Comm. 117, 179(2001) https://doi.org/10.1016/S0038-1098(00)00436-1
  8. A. Shen, H. Ohno, F. Matsukura, Y. Sugawara, N. Akiba, T. Kuroiwa, A. Oiwa, A. Endo, S. Katsumoto and Y. lye, "Epitaxy of (Ga, Mn)As, a new diluted magnetic semiconductor based on GaAs", J. Cryst. Growth 175/176, 1069. (1997) https://doi.org/10.1016/S0022-0248(96)00967-0