Магнитные полупроводники могут найти применение в оптоспинтронике

Тонкие пленки «разжиженных» магнитных полупроводников могут найти свое применение в производстве приложений в области оптоэлектроники и спинтроники. Об этом свидетельствуют последние исследования этих сложных материалов, проведенные группой ученых из Америки и Германии.

Разжиженные магнитные полупроводники представляют собой такие полупроводники, в которых некоторые катионы (первоначально без магнитного заряда) условно заменяются на ионы, обладающие парамагнетизмом. У устройств, созданных на основе таких материалов, очень большие перспективы, так как подобное взаимодействие между магнитными примесями и подвижными носителями заряда (электронами проводимой области и «дырками») открывает новые возможности этого материала.

Больше всего внимание в последнее время привлекал оксид цинка, именно его видели основным «строительным материалом» спинтроники при высоких температурах. Но никто не проводил детальных исследований взаимодействия подвижных зарядов и магнитных примесей в этом материале. Отсутствие подробных данных в этой области не позволяло точно оценить, насколько он полезен.

Восполнением этого пробела и занималась группа ученых из американского University of Washington и немецкого University of Konstanz. Они использовали Фарадеевскую спектроскопию с разрешением во времени для измерения сверхбыстрой динамики спина в тонких пленках оксида цинка с примесью кобальта. Данные этих экспериментов были опубликованы в издании Nano Letters.

Ученые использовали специальную технологию получения тонких пленок из раствора; таким образом, у них была возможность контролировать концентрацию магнитной примеси в материале. Исследования проводились для десяти разных образцов с точно вымеренной концентрацией магнитной примеси. Сила, с которой взаимодействовали свободные носители заряда с магнитной примесью, измерялась с помощью исследований переходов между разными состояниями намагниченного образца.