Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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MA: Magnetismus

MA 33: Messmethoden, Anisotropie, Spinelektronik/Spininjektion

MA 33.6: Vortrag

Mittwoch, 9. März 2005, 12:15–12:30, TU EMH225

Ferromagnetische Ordnung oberhalb Raumtemperatur in TiO₂ durch Mn-Implantation — •D. Menzel, I. Jursic und J. Schoenes — Institut für Halbleiterphysik und Optik, TU Braunschweig, Mendelssohnstr. 3, 38106 Braunschweig

Dünne TiO₂-Filme auf Quarzsubstrat sowie einkristalline TiO₂-Substrate wurden mit Mn-Ionen implantiert. Auf diese Weise konnte Mn-dotiertes TiO₂ erstmalig ohne Risiko der Cluster-Bildung hergestellt werden. Sowohl die Filme als auch der implantierte Anteil der Volumenproben ordnen ferromagnetisch oberhalb Raumtemperatur mit einem magnetischen Moment von 0.41 µ_B pro Mn-Atom. Die Curie-Temperatur konnte bei einer Mn-Konzentration von 7% zu 680 K abgeschätzt werden. Nach einem Temperungsprozess unter Sauerstoffatmosphäre nimmt die Magnetisierung ab, was einer Reduzierung des Sauerstoffdefizits im TiO₂ und einer damit verbundenen Erhöhung der Elektronenkonzentration zugeschrieben wird. Dieses spricht für indirekten magnetischen Austausch, der über freie Elektronen vermittelt wird, wie es bereits für Co-dotiertes TiO₂ vorgeschlagen wurde [1]. Die Rolle von Mn auf Zwischengitter- sowie Substitutionsplätzen für den Magnetismus wird diskutiert.

[1] L. A. Balagurov et al., JETP Letters 79, 98 (2004)