Ulm, Univ. Diss., 2006.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 2000.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 2002.

In the present study it was tried to create a diluted magnetic semiconductor on the basis of GaN and TiO2 by means of ion beam implantation. In most cases, by characterization of structural and magnetic properties, it was possible to prove that the ferromagnetic state is related to either spinodal decomposition or secondary phase formation. In case of Fe implanted GaN spinodal decomposition, epitaxially oriented alpha-Fe or epsilon-Fe3N nanocrystals were found to be responsible for the ferromagnetic behavior. In addition, the formation of gamma-Fe clusters was observed. Similarly, in TiO2 the ferromagnetism is related to the formation of epitaxially oriented alpha-Fe clusters. Dependent on the process parameters during annealing experiments several various secondary phases were formed. A critical examination of the references in literature points out the significance of usage of sensitive and complementary probe techniques (like CEMS, SQUID, XRD, EXAFS), in order to be able to discuss the origin of ferromagnetism in the field of diluted magnetic semiconductors in a proper way. / In der vorliegenden Arbeit wurde versucht, mittels Ionenimplantation verdünnte magnetische Halbleiter auf der Basis von GaN und TiO2 herzustellen. In den meisten Fällen konnte anhand von Charakterisierungen der strukturellen und magnetischen Eigenschaf- ten nachgewiesen werden, dass der ferromagnetische Zustand auf das Vorliegen von entweder spinodaler Entmischung oder kristalliner Ausscheidungen zurückgeführt werden kann. Im Fall von Fe-implantiertem GaN konnten spinodale Entmischung, epitaktisch ausgerichtete alpha-Fe- oder epsilon-Fe3N-Nanokristallite für den Ferromagnetismus verantwortlich gemacht werden. Daneben wird die Bildung von gamma-Fe beobachtet. Bei TiO2 ist Ferromagnetismus ebenfalls auf die Ausscheidung von epitaktisch orientierten alpha-Fe-Clustern zurückzuführen. In Abhängigkeit von den Prozessparametern bei Temperungsexperimenten bildete sich eine Reihe unterschiedlicher Sekundärphasen. Eine kritische Auseinandersetzung mit den Literaturangaben zeigt die Wichtigkeit des Einsatzes sensitiver, sich ergänzender Messmethoden (wie CEMS, SQUID, XRD, EXAFS), um die Ursache des Ferromagnetismus auf dem Gebiet der verdünnten magnetischen Halbleitern zu finden.

Zugl.: Regensburg, Univ., Diss., 2009

Würzburg, Univ., Diss., 2009. / Zsfassung in dt. Sprache.

Essen, University, Diss., 2003--Duisburg.

This work studies the fundamental connection between lattice strain and magnetic anisotropy in the ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As. The first chapters provide a general introduction into the material system and a detailed description of the growth process by molecular beam epitaxy. A finite element simulation formalism is developed to model the strain distribution in (Ga,Mn)As nanostructures is introduced and its predictions verified by high-resolution x-ray diffraction methods. The influence of lattice strain on the magnetic anisotropy is explained by an magnetostatic model. A possible device application is described in the closing chapter. / Die vorliegende Arbeit untersucht den fundamentalen Zusammenhang zwischen Gitterverspannung und magnetischer Anisotropie in dem ferromagnetischen Halbleiter (Ga,Mn)As. Die ersten Kapitel bieten eine allgemeine Einleitung in das Materialsystem und eine detaillierte Beschreibung des Wachstumsprozesses mittels Molekularstrahlepitaxie. Eine Finite-Elemente Simulation wird entwickelt, um die Verteilung der Gitterverspannung in (Ga,Mn)As Nanostrukturen zu modellieren. Die daraus abgeleiteten Vorhersagen werden mittels hochauflösender Röntgenbeugung bestätigt. Der Einfluss der Gitterverspannung auf die magnetische Anisotropie wird anhand eines magnetostatischen Modells erklärt. Das abschließende Kapitel gibt einen Ausblick auf eine mögliche praktische Anwendung der beschriebenen Phänomene.

Zugl.: Dresden, Techn. Univ., Diss., 2009

In the present study it was tried to create a diluted magnetic semiconductor on the basis of GaN and TiO2 by means of ion beam implantation. In most cases, by characterization of structural and magnetic properties, it was possible to prove that the ferromagnetic state is related to either spinodal decomposition or secondary phase formation. In case of Fe implanted GaN spinodal decomposition, epitaxially oriented alpha-Fe or epsilon-Fe3N nanocrystals were found to be responsible for the ferromagnetic behavior. In addition, the formation of gamma-Fe clusters was observed. Similarly, in TiO2 the ferromagnetism is related to the formation of epitaxially oriented alpha-Fe clusters. Dependent on the process parameters during annealing experiments several various secondary phases were formed. A critical examination of the references in literature points out the significance of usage of sensitive and complementary probe techniques (like CEMS, SQUID, XRD, EXAFS), in order to be able to discuss the origin of ferromagnetism in the field of diluted magnetic semiconductors in a proper way. / In der vorliegenden Arbeit wurde versucht, mittels Ionenimplantation verdünnte magnetische Halbleiter auf der Basis von GaN und TiO2 herzustellen. In den meisten Fällen konnte anhand von Charakterisierungen der strukturellen und magnetischen Eigenschaf- ten nachgewiesen werden, dass der ferromagnetische Zustand auf das Vorliegen von entweder spinodaler Entmischung oder kristalliner Ausscheidungen zurückgeführt werden kann. Im Fall von Fe-implantiertem GaN konnten spinodale Entmischung, epitaktisch ausgerichtete alpha-Fe- oder epsilon-Fe3N-Nanokristallite für den Ferromagnetismus verantwortlich gemacht werden. Daneben wird die Bildung von gamma-Fe beobachtet. Bei TiO2 ist Ferromagnetismus ebenfalls auf die Ausscheidung von epitaktisch orientierten alpha-Fe-Clustern zurückzuführen. In Abhängigkeit von den Prozessparametern bei Temperungsexperimenten bildete sich eine Reihe unterschiedlicher Sekundärphasen. Eine kritische Auseinandersetzung mit den Literaturangaben zeigt die Wichtigkeit des Einsatzes sensitiver, sich ergänzender Messmethoden (wie CEMS, SQUID, XRD, EXAFS), um die Ursache des Ferromagnetismus auf dem Gebiet der verdünnten magnetischen Halbleitern zu finden.