Estudio experimental de aleaciones ternarias semimagnéticas de (III-V) (Mn, Cr).

Abstract

Durante más de dos décadas, el estudio de las impurezas magnéticas en semiconductores ha recibido una gran atención. El interés en estos compuestos es impulsado en parte por el deseo de utilizar el spin del electrón en la electrónica, un campo de rápida expansión en la que hoy conocemos como la espintrónica. El descubrimiento del ferromagnetismo en el grupo III-V dopados con metales de transición como Mn, Fe y Cr es de gran interés en la investigación de semiconductores magnéticos, abrió un campo de investigación de mucho interés para aplicaciones tecnológicas. La ventaja de III (Mn, Cr) V es que los efectos magnéticos, ópticos y electrónicos están todos interconectados. Además, todas estas propiedades son sensibles a los estímulos externos y pueden modificarse fácilmente mediante la aplicación de un campo eléctrico o magnético externo y también mediante radiación. Es por eso, que en el presente trabajo de tesis nos enfocamos en mostrar resultados experimentales de aleaciones semiconductoras III-V, específicamente películas delgadas de: GaCrAs, GaMnAs, y GaMnSb obtenidas por la técnica de evaporación catódica asistida por campo magnético o magnetrón sputtering. Esta técnica de preparación de películas delgadas permite controlar variables físicas involucradas en los procesos (tiempo, presión, temperatura y atmósfera), lo que hace que se convierta en una técnica ideal para obtener películas delgadas semiconductoras. Con el fin de aprovechar esta versatilidad de la técnica de preparación, recolectamos información de las propiedades físicas de cada una de las muestras obtenidas, utilizando: difracción de rayos X (DRX), microscopía Raman, microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), espectroscopia de masas de iones secundarios (SIMS) y magnetometría de muestra vibrante (VSM). Lo anterior permitió corroborar la obtención del semiconductor de interés y además correlacionar las propiedades ópticas, estructurales y magnéticas en función de algunas de las variables experimentales, resultados que coinciden con los reportados en la literatura. (Tomado de la fuente)

For more than two decades, the study of magnetic impurities in semiconductors has received great attention. Interest in these compounds is driven in part by the desire to use the spin of the electron in electronics, a rapidly expanding field from what it is now known as spintronics. The discovery of ferromagnetism in group III-V doped with transition metals such as Mn, Fe and Cr is of great interest in magnetic semiconductor research, it opened a field of research which appears to be appealing for technological applications. The advantage of III (Mn, Cr) V is that the magnetic, optical and electronic effects are all interconnected. Furthermore, all these properties are sensitive to external stimuli and can be easily modified by applying an external electric or magnetic field and also by radiation. That is why, in this thesis work we focus on showing experimental results of III-V semiconductor alloys, specifically layers of: GaCrAs, GaMnAs, and GaSbAs obtained by the cathodic evaporation technique assisted by magnetic field or magnetron sputtering. This technique for preparing thin layers allows controlling physical variables involved in the processes (time, pressure, temperature and atmosphere), which makes it an ideal technique to obtain semiconductor layers. In order to take advantage of this versatility of the preparation technique, we collected information on the physical properties of each of the samples obtained, using: X-ray diffraction (XRD), Raman microscopy, scanning electron microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM), Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), and Vibrating Sample Magnetometry (VSM). This allowed corroborating the obtaining of the semiconductor of interest and also correlating the optical, structural and magnetic properties based on some of the experimental variables, results that coincide with those reported in the literature. (Tomado de la fuente)