室温铁磁性半导体Mn_xGa_(1-x)Sb

采用离子注入、离子沉积及后期退火方法制备了稀磁半导体单晶Mn_xGa_(1-x)Sb，在室温下（300 K）获得了单晶的磁滞回线。用X射线衍射方法分析了铁磁性半导体单晶Mn_xGa_(1-x)Sb的结构，用电化学C-V法分析了单晶的载流子浓度分布。由X射线衍射得知，Mn_xGa_(1-x)Sb中Mn含量逐渐由近表面处的x = 0.09下降到晶片内部的x = 0。电化学C-V测得单晶的空穴浓度高达1 * 10~(21)cm~(-3)，表明Mn_xGa_(1-x)Sb单晶中大部分Mn原子占据Ga位，起受主作用。

室温铁磁性半导体Mn_xGa_(1-x)Sb

采用离子注入、离子沉积及后期退火方法制备了稀磁半导体单晶Mn_xGa_(1-x)Sb，在室温下（300 K）获得了单晶的磁滞回线。用X射线衍射方法分析了铁磁性半导体单晶Mn_xGa_(1-x)Sb的结构，用电化学C-V法分析了单晶的载流子浓度分布。由X射线衍射得知，Mn_xGa_(1-x)Sb中Mn含量逐渐由近表面处的x = 0.09下降到晶片内部的x = 0。电化学C-V测得单晶的空穴浓度高达1 * 10~(21)cm~(-3)，表明Mn_xGa_(1-x)Sb单晶中大部分Mn原子占据Ga位，起受主作用。

Gal(1-x)Mn(1-x)Sb Grown on GaSb with Mass-Analyzed Low-Energy Dual Ion Beam Deposition

The Ga1-xMnxSb samples were fabricated by the implantation of Mn ions into GaSb (1 0 0) substrate with mass-analyzed low-energy dual ion beam deposition system, and post-annealing. Auger electron spectroscopy depth profile of the Ga1-xMnxSb samples showed

Dyakonov-Perel spin relaxation in InSb/AlxIn(1-x)Sb quantum wells

We investigate theoretically the Dyakonov-Perel spin relaxation time by solving the eight-band Kane model and Poisson equation self-consistently. Our results show distinct behavior with the single-band model due to the anomalous spin-orbit interactions in narrow band-gap semiconductors, and agree well with the experiment values reported in recent experiment [K. L. Litvinenko et al., New J. Phys. 8, 49 (2006)]. We find a strong resonant enhancement of the spin relaxation time appears for spin align along [1 (1) over bar0] at a certain electron density at 4 K. This resonant peak is smeared out with increasing the temperature.

Gal(1-x)Mn(1-x)Sb grown on GaSb with mass-analyzed low-energy dual ion beam deposition

The Ga1-xMnxSb samples were fabricated by the implantation of Mn ions into GaSb (1 0 0) substrate with mass-analyzed low-energy dual ion beam deposition system, and post-annealing. Auger electron spectroscopy depth profile of the Ga1-xMnxSb samples showed that the Mn ions were successfully implanted into GaSb substrate. Clear double-crystal X-ray diffraction patterns of the Ga1-xMnxSb samples indicate that the Ga1-xMnxSb epilayers have the zinc-blende structure without detectable second phase. Magnetic hysteresis-loop of the Ga1-xMnxSb epilayers were obtained at room temperature (293 K) with alternating gradient magnetometry. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Comprendre et maîtriser le passage de type I à type II de puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur substrat de GaSb

Les antimoniures sont des semi-conducteurs III-V prometteurs pour le développement de dispositifs optoélectroniques puisqu'ils ont une grande mobilité d'électrons, une large gamme spectrale d'émission ou de détection et offrent la possibilité de former des hétérostructures confinées dont la recombinaison est de type I, II ou III. Bien qu'il existe plusieurs publications sur la fabrication de dispositifs utilisant un alliage d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) qui émet ou détecte à une certaine longueur d'onde, les détails, à savoir comment sont déterminés les compositions et surtout les alignements de bande, sont rarement explicites. Très peu d'études fondamentales sur l'incorporation d'indium et d'arsenic sous forme de tétramères lors de l'épitaxie par jets moléculaires existent, et les méthodes afin de déterminer l'alignement des bandes des binaires qui composent ces alliages donnent des résultats variables. Un modèle a été construit et a permis de prédire l'alignement des bandes énergétiques des alliages d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) avec celles du GaSb pour l'ensemble des compositions possibles. Ce modèle tient compte des effets thermiques, des contraintes élastiques et peut aussi inclure le confinement pour des puits quantiques. De cette manière, il est possible de prédire la transition de type de recombinaison en fonction de la composition. Il est aussi montré que l'indium ségrègue en surface lors de la croissance par épitaxie par jets moléculaires d'In(x)Ga(1-x)Sb sur GaSb, ce qui avait déjà été observé pour ce type de matériau. Il est possible d'éliminer le gradient de composition à cette interface en mouillant la surface d'indium avant la croissance de l'alliage. L'épaisseur d'indium en surface dépend de la température et peut être évaluée par un modèle simple simulant la ségrégation. Dans le cas d'un puits quantique, il y aura une seconde interface GaSb sur In(x)Ga(1-x)Sb où l'indium de surface ira s'incorporer. La croissance de quelques monocouches de GaSb à basse température immédiatement après la croissance de l'alliage permet d'incorporer rapidement ces atomes d'indium et de garder la seconde interface abrupte. Lorsque la composition d'indium ne change plus dans la couche, cette composition correspond au rapport de flux d'atomes d'indium sur celui des éléments III. L'arsenic, dont la source fournit principalement des tétramères, ne s'incorpore pas de la même manière. Les tétramères occupent deux sites en surface et doivent interagir par paire afin de créer des dimères d'arsenic. Ces derniers pourront alors être incorporés dans l'alliage. Un modèle de cinétique de surface a été élaboré afin de rendre compte de la diminution d'incorporation d'arsenic en augmentant le rapport V/III pour une composition nominale d'arsenic fixe dans l'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y). Ce résultat s'explique par le fait que les réactions de deuxième ordre dans la décomposition des tétramères d'arsenic ralentissent considérablement la réaction d'incorporation et permettent à l'antimoine d'occuper majoritairement la surface. Cette observation montre qu'il est préférable d'utiliser une source de dimères d'arsenic, plutôt que de tétramères, afin de mieux contrôler la composition d'arsenic dans la couche. Des puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur GaSb ont été fabriqués et caractérisés optiquement afin d'observer le passage de recombinaison de type I à type II. Cependant, celui-ci n'a pas pu être observé puisque les spectres étaient dominés par un niveau énergétique dans le GaSb dont la source n'a pu être identifiée. Un problème dans la source de gallium pourrait être à l'origine de ce défaut et la résolution de ce problème est essentielle à la continuité de ces travaux.

Comprendre et maîtriser le passage de type I à type II de puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur substrat de GaSb

Les antimoniures sont des semi-conducteurs III-V prometteurs pour le développement de dispositifs optoélectroniques puisqu'ils ont une grande mobilité d'électrons, une large gamme spectrale d'émission ou de détection et offrent la possibilité de former des hétérostructures confinées dont la recombinaison est de type I, II ou III. Bien qu'il existe plusieurs publications sur la fabrication de dispositifs utilisant un alliage d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) qui émet ou détecte à une certaine longueur d'onde, les détails, à savoir comment sont déterminés les compositions et surtout les alignements de bande, sont rarement explicites. Très peu d'études fondamentales sur l'incorporation d'indium et d'arsenic sous forme de tétramères lors de l'épitaxie par jets moléculaires existent, et les méthodes afin de déterminer l'alignement des bandes des binaires qui composent ces alliages donnent des résultats variables. Un modèle a été construit et a permis de prédire l'alignement des bandes énergétiques des alliages d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) avec celles du GaSb pour l'ensemble des compositions possibles. Ce modèle tient compte des effets thermiques, des contraintes élastiques et peut aussi inclure le confinement pour des puits quantiques. De cette manière, il est possible de prédire la transition de type de recombinaison en fonction de la composition. Il est aussi montré que l'indium ségrègue en surface lors de la croissance par épitaxie par jets moléculaires d'In(x)Ga(1-x)Sb sur GaSb, ce qui avait déjà été observé pour ce type de matériau. Il est possible d'éliminer le gradient de composition à cette interface en mouillant la surface d'indium avant la croissance de l'alliage. L'épaisseur d'indium en surface dépend de la température et peut être évaluée par un modèle simple simulant la ségrégation. Dans le cas d'un puits quantique, il y aura une seconde interface GaSb sur In(x)Ga(1-x)Sb où l'indium de surface ira s'incorporer. La croissance de quelques monocouches de GaSb à basse température immédiatement après la croissance de l'alliage permet d'incorporer rapidement ces atomes d'indium et de garder la seconde interface abrupte. Lorsque la composition d'indium ne change plus dans la couche, cette composition correspond au rapport de flux d'atomes d'indium sur celui des éléments III. L'arsenic, dont la source fournit principalement des tétramères, ne s'incorpore pas de la même manière. Les tétramères occupent deux sites en surface et doivent interagir par paire afin de créer des dimères d'arsenic. Ces derniers pourront alors être incorporés dans l'alliage. Un modèle de cinétique de surface a été élaboré afin de rendre compte de la diminution d'incorporation d'arsenic en augmentant le rapport V/III pour une composition nominale d'arsenic fixe dans l'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y). Ce résultat s'explique par le fait que les réactions de deuxième ordre dans la décomposition des tétramères d'arsenic ralentissent considérablement la réaction d'incorporation et permettent à l'antimoine d'occuper majoritairement la surface. Cette observation montre qu'il est préférable d'utiliser une source de dimères d'arsenic, plutôt que de tétramères, afin de mieux contrôler la composition d'arsenic dans la couche. Des puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur GaSb ont été fabriqués et caractérisés optiquement afin d'observer le passage de recombinaison de type I à type II. Cependant, celui-ci n'a pas pu être observé puisque les spectres étaient dominés par un niveau énergétique dans le GaSb dont la source n'a pu être identifiée. Un problème dans la source de gallium pourrait être à l'origine de ce défaut et la résolution de ce problème est essentielle à la continuité de ces travaux.

Molecular beam epitaxy growth and photoluminescence study of room temperature 1.31 mu m (InyGa1-yAs/GaAs1-x Sb-x)/ GaAs bilayer quantum wells

Molecular beam epitaxy (MBE) growth of (InyGa1-yAs/GaAs1-xSbx)/GaAs bilayer quantum well (BQW) structures has been investigated. It is evidenced by photo luminescence (PL) that a strong blue shift of the PL peak energy of 47 meV with increasing PL excitation power from 0.63 to 20 mW was observed, indicating type II band alignment of the BQW. The emission wavelength at room temperature from (InyGa1-yAs/GaAs1-xSbx)/GaAs BQW is longer (above 1.2 μ m) than that from InGaAs/GaAs and GaAsSb/GaAs SQW structures (1.1 μ m range), while the emission efficiency from the BQW structures is comparable to that of the SQW. Through optimizing growth conditions, we have obtained room temperature 1.31 μ m wavelength emission from the (InyGa1-yAs/GaAs1-xSbx)/GaAs BQW. Our results have proved experimentally that the GaAs-based bilayer (InyGa1-yAs/GaAs1-xSbx)/GaAs quantum well is a useful structure for the fabrication of near-infrared wavelength optoelectronic devices. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Antiferroelectriclike polarization behavior in compositionally varying (1-x) Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–(x) PbTiO3 multilayers

Compositionally varying multilayers of (1−x) Pb(Mg1/3N2/3)O3–(x) PbTiO3 were fabricated using pulsed laser ablation technique. An antiferroelectriclike polarization hysteresis was observed in these relaxor based multilayer systems. The competition among the intrinsic ferroelectric coupling in the relaxor ferroelectrics and the antiferroelectric coupling among the dipoles at the interface gives rise to an antiferroelectriclike polarization behavior. An increment in the coercive field and the applied field corresponding to the polarization flipping at low temperatures, provide further insight on the competition among the long-range ferroelectric interaction and the interfacial interaction in the polarization behavior of these relaxor multilayers.

Compositional dependence properties change in S40Se60-x,Sb-x alloys

Bulk samples of S40Se60,Sb-x (with x=10, 20, 30 and 40 at. %) were prepared from high purity chemicals by melt quenching technique. The samples compositions were confirmed by using energy dispersive analysis of X-rays. X-ray diffraction studies revealed that all the samples have poly-crystalline phase. The variation in optical properties with compositional has been investigated by X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy. The optical band gap of the thin films is found to be decreased with composition. Increasing Sb content was found to affect the structural and optical properties of bulk samples. The intensity of core level spectra changes with the addition of Sb clearly interprets the optical properties change due to compositional variation. The Raman shift and new peak formation in these samples clearly show the structural modifications due to Sb addition.

Sol-ogel deposition and luminescence properties of lanthanide ion-doped Y2(1-x)Gd2xSiWO8 (0 <= x <= 1) phosphor films

Y2(1-x) Gd2xSiWO8 : A ( 0 <= x <= 1; A= Eu3+, Dy3+, Sm3+, Er3+) phosphor films have been prepared on silica glass substrates through the sol - gel dip-coating process. X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA), atomic force microscope (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence spectra as well as lifetimes were used to characterize the resulting films. The results of the XRD indicated that the films began to crystallize at 800 degrees C and crystallized completely at 1000 degrees C. The AFM and SEM study revealed that the phosphor films, which mainly consisted of closely packed grains with an average size of 90 - 120 nm with a thickness of 660 nm, were uniform and crack free. Owing to an efficient energy transfer from the WO42- groups to the activators, the doped lanthanide ion ( A) showed its characteristic f - f transition emissions in crystalline Y2(1-x) Gd2xSiWO8 (0 <= x <= 1) films. The optimum concentrations for Eu3+, Dy3+, Sm3+, Er3+ were determined to be 21, 5, 3 and 7 mol% of Y3+ in Y2SiWO8 films, respectively.

NMR relaxation study of disorder in the mixed system BP x GPI(1-x) and the low temperature transition from classical to quantum rotation

1H NMR spin-lattice relaxation time (T1) studies have been carried out in the temperature range 100 K to 4 K, at two Larmor frequencies 11.4 and 23.3 MHz, in the mixed system of betaine phosphate and glycine phosphite (BPxGPI(1-x)), to study the effects of disorder on the proton group dynamics. Analysis of T1 data indicates the presence of a number of inequivalent methyl groups and a gradual transition from classical reorientations to quantum tunneling rotations. At lower temperatures, microstructural disorder in the local environments of the methyl groups, result in a distribution in the activation energy (Ea) and the torsional energy gap (E01). For certain values of x, the magnetisation recovery shows biexponential behaviour at lower temperatures.

Competing A-site and B-site driven ferroelectric instabilities in the (1-x)PbTiO3-(x)BiAlO3 system

The system (1-x)PbTiO3-(x)BiAlO3 has been investigated with regard to its solid solubility, crystal structure, microstructure, and ferroelectric transition. The unit cell volume and the tetragonality exhibit anomalous behavior near x=0.10. The Curie point (T-C) of PbTiO3 was however found to be nearly unchanged. The study seems to suggest that the decrease in the stability of the ferroelectric state due to dilution of the Ti-sublattice by smaller sized Al+3 ions is compensated by the increase in the ferroelectric stability by the Bi+3 ions.

Determination of the thermodynamic properties of xMgO + (1 x)MnO (s, sln) from a solid-electrolyte galvanic cell in the temperature range 1163 to 1318 K

The thermodynamic activities of MgO in the NaCl-type solid solutions which can exist in xMgO + (1 x)MnO have been determined in the temperature range 1163 to 1318 K from a solid-state galvanic cell incorporating MgF2 as the solid electrolyte. The activities of MnO have been calculated by a graphical Gibbs-Duhem integration method. The activities of both the components exhibit positive deviations from ideality over the entire composition range. The excess molar enthalpies are found to be positive. Further, xMgO + (1 - x)MnO does not conform to regular-solution behaviour. The origin of the excess thermodynamic properties is discussed in relation to the cationic size disparity and the crystal-field effects.