อุณหภูมิบันทึก Curie ถึงในเซมิคอนดักเตอร์ ferromagnetic

Ferromagnetic Semiconductors (FMS) รวมคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของเซมิคอนดักเตอร์และแม่เหล็กซึ่งทำให้พวกเขาเป็นผู้สมัครที่เหมาะสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์สปินตรอนที่รวมทั้งเซมิคอนดักเตอร์และฟังก์ชั่นแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามหนึ่งในปัญหาสำคัญใน FMS คือการบรรลุอุณหภูมิสูง Curie (t_ใน) ที่อนุญาตให้ทำงานที่มั่นคงที่อุณหภูมิห้อง

แม้ว่าการศึกษาก่อนหน้านี้มาถึง t_ใน จาก 420 K ซึ่งสูงกว่าในอุณหภูมิห้องมันไม่เพียงพอสำหรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพของวัสดุการทำงานของด้านหลังโดยเน้นความต้องการการเพิ่มขึ้นของ T_ใน ในหมู่ FMS งานนี้ถูกนำเสนอในประเด็นที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข 125 ฉบับที่เลือกโดยนิตยสาร ศาสตร์ ในปี 2005

วัสดุเช่น (GA, MN) เช่นเดียวกับการจัดแสดงต่ำ T_ในจำกัด การใช้งานจริงของพวกเขาในอุปกรณ์ spintronic เมื่อเพิ่ม FE ลงในเซมิคอนดักเตอร์แถบแคบเช่น GASB ดูเหมือนว่าจะมีแนวโน้มรวมถึงความเข้มข้นของ FE ในขณะที่ยังคงเป็นผลึกมันกลายเป็นเรื่องยาก_ในสนาม

เพื่อที่จะเอาชนะข้อ จำกัด เหล่านี้กลุ่มนักวิจัยนำโดยศาสตราจารย์ Fama Nam Hi จากสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียวประเทศญี่ปุ่นได้พัฒนาคุณภาพสูง (GA, FE) SB FMS โดยใช้วิธีการเติบโตแบบขั้นตอนในขั้นตอนบน Vicinal GaAs (100)

ข้อสรุปของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในวารสาร ตัวอักษรทางกายภาพที่ใช้ 24 เมษายน 2568 การใช้วิธีการเติบโตของขั้นตอน -โดยขั้นตอนการไหลทำให้พวกเขาสามารถเปิดความเข้มข้นสูงของ Fe ในขณะที่ยังคงผลึกที่ยอดเยี่ยมซึ่งนำไปสู่ ​​T_ใน สูงถึง 530 K – การจดทะเบียนสูงสุดจนถึง FMSS

ทีมใช้การวัดสเปกโทรสโกปีของการแบ่งแยกแบบวงกลมแม่เหล็กเพื่อยืนยัน ferromagnetism ภายใน (GA_0.76เฟ_0.24) SB-layer ขึ้นอยู่กับโครงสร้างแถบสปิน-โพลีอาร์ของ FMS นอกจากนี้ทีมยังใช้พล็อต Artt ซึ่งเป็นเทคนิคมาตรฐานสำหรับการคาดการณ์ t_ใน จากข้อมูลการดึงดูด วิธีนี้ช่วยกำหนดจุดแม่เหล็กของการเปลี่ยนแปลงโดยให้ความเข้าใจที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับพฤติกรรม ferromagnetic ของวัสดุที่อุณหภูมิต่างๆ

“ ในตัวอย่าง SB สามัญ (GA, FE) การรักษาความเป็นผลึกในระดับยาสลบสูง Fe เป็นปัญหาที่คงที่การใช้วิธีการเติบโตของขั้นตอน -โดยขั้นตอนการไหลของพื้นผิว vitsinal เราประสบความสำเร็จในการตรวจสอบปัญหานี้_ใน ใน FMS” ศาสตราจารย์ไห่กล่าว

นอกจากนี้นักวิจัยยังตรวจสอบความมั่นคงระยะยาวของตัวอย่างโดยการวัดคุณสมบัติแม่เหล็กของทินเนอร์ (GA, FE) SB (9.8 นาโนเมตร) ที่เก็บไว้ในที่โล่งเป็นเวลา 1.5 ปี แม้จะลดลงเล็กน้อยใน T_ใน จาก 530 K ถึง 470 K วัสดุยังคงมีคุณสมบัติ ferromagnetic ที่สำคัญแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการใช้งานจริง

นอกจากนี้วัสดุยังแสดงช่วงเวลาแม่เหล็กขนาดใหญ่บนอะตอม FE (4.5 μl_{ตั้งครรภ์}/อะตอม) ซึ่งอยู่ใกล้กับค่าอุดมคติสำหรับfe³⁺ ions ในโครงสร้างผลึกของสังกะสี (5 μl_{ตั้งครรภ์}/อะตอม). นี่เป็นสองเท่าของโลหะα-FE โดยเน้นคุณสมบัติแม่เหล็กส่วนบนของวัสดุ

“ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นถึงการใช้งานการผลิต High-T_ใน FMS ซึ่งเข้ากันได้กับการดำเนินงานที่มีอุณหภูมิห้องซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการใช้งานอุปกรณ์สปินโทนิก” Prof. Hai กล่าวเสริม

โดยทั่วไปการศึกษาเน้นประสิทธิภาพของการก่อตัวของภาพยนตร์โดยใช้การเจริญเติบโตของขั้นตอน -โดยขั้นตอนการไหลของพื้นผิว vicinal ในการสร้าง FM -performance คุณภาพสูง -คุณภาพสูงที่มีความเข้มข้นของ Fe สูงขึ้น เอาชนะสถานที่แคบ ๆ ของ T ต่ำ_ในการศึกษาครั้งนี้เป็นก้าวสำคัญในทิศทางของการดำเนินการของเซมิคอนดักเตอร์แบบสปิน-ฟังก์ชันที่สามารถทำงานที่อุณหภูมิห้องได้