| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트) |
| 권호 | 11권 1호 |
| 발표분야 | 전자재료 |
| 제목 | Sn이 함께 첨가된 (In, Cr)2O3 자성반도체 박막의 자기적 및 자기 수송 특성 연구 |
| 초록 | 산화물 묽은 자성반도체(Diluted magnetic semiconductor, DMS)는 스핀트로닉스 소자 재료 중 하나로 기대되고 있으며, 실용화에 중요한 문제인 상온 강자성이 보고됨에 따라 많은 관심을 받고 있다. 산화물 DMS 연구는 주로 ZnO계와 TiO2계에서 수행되어 왔으나 carrier induced ferromagnetism을 명확히 보여주지 못하였다. 최근 DMS에 대한 실험 및 이론적 접근을 통한 연구 결과, 넓은 밴드갭과 높은 캐리어 농도를 가질수록 상온 강자성이 나타날 가능성이 높을 것으로 예측되고 있다. 이와 같은 연구 결과들을 바탕으로 In2O3, SnO2와 같은 새로운 산화물 DMS연구가 수행되어 상온이상에서 강자성이 보고되었다. 특히 In2O3계를 기반으로 하는 DMS연구에서 상온이상에서 강자성과 carrier induced ferromagnetism을 간접적으로 보여주는 anomalous hall effect 현상이 동시에 보고 되었다.[1],[2] 본 실험실에서는 앞서 Cr-doped (In0.95Sn0.05)2O3 [ITO]에서 상온강자성을 보고하였다.[3] 여기서는 Sn이온의 첨가됨에 따른 (In, Cr)2O3 자성반도체 박막의 자기적 및 자기 수송 특성 변화를 살펴보려고 한다. Sn이온은 12mol%까지 첨가하였으며 자기이온인 Cr이온은 5 mol%로 고정하였다. 박막은 SiO2(2000Å)/Si 기판 위에 펄스 레이져 증착(pulsed laser deposition)방법으로 성장시켰으며, 이때 실험조건은 기판 온도 400℃, 산소 분압 5×10-5 torr였다. 타겟은 전통적인 고상반응법을 이용하여 제조하였으며, 성장된 박막은 X-ray diffraction, Hall measurement, superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer를 이용하여 물성을 측정하였다. 구조 분석 결과 모든 박막은 2차상이 없는 bixbyite 구조를 가졌으며, Sn이 첨가됨에 따라 상온에서 캐리어 농도가 4.61×1020 cm-3 에서 2.78×1021 cm-3 로 증가하였고, Sn 12mol%첨가한 박막의 경우 350K에서 anomalous hall effect 현상이 관찰되었다. Fig. (a) Carrier concentration, resistivity and mobility of (In0.95-xSnxCr0.05)2O3 films (0 ≤ x ≤ 0.12) by hall effect measurement. (b) Magnetic field dependence of hall esistivityof the (In0.83Sn0.12Cr0.05)2O3 film. * superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer를 지원하여 주신 기초과학지원연구소에 감사를 드립니다. [1] J. Philip, N. Theodoropoulou, J. S. Moodera, and B. Satpati, Appl. Phys. Lett. 85, 777 (2004). [2] Y. K. Yoo, Q. Xue, H.-C. Lee, S. Cheng, X.-D. Xiang, G. F. Dionne and I. Takeuchi, Appl. Phys. Lett. 86, 052503 (2005). [3] We will present at International magnetic conference 2005 (Intermag 2005, April 2005). |
| 저자 | 김현수1, 지성화2, 김효진2, 김도진2, 주웅길1 |
| 소속 | 1한국과학기술원, 2충남대 |
| 키워드 | Diluted magnetic semiconductor; anomalous hall effect; DMS; 상온강자성 |
