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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa.de:bsz:14-qucosa-27497 |
| Date | 15 March 2010 |
| Creators | Talut, Georg |
| Contributors | Technische Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Prof. Dr. Wolfhard Möller, Prof. Dr. Wolfhard Möller, Prof. Dr. Asta Richter |
| Publisher | Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
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