The effect of Mn₂Sb₂ and Mn₂Sb secondary phases on magnetism in (GaMn)Sb thin films: The effect of Mn2Sb2 and Mn2Sb secondary phases

En este trabajo se realiza un estudio detallado de caracterización estructural, eléctrica y magnética de
semiconductores magnéticos diluidos (DMS) de (GaMn)Sb. Las películas delgadas de (GaMn)Sb fueron
preparadas mediante el método de co-pulverización catódica de magnetrón DC como un procedimiento innovador para fabricar
DMS del grupo III-V. La presencia de fases secundarias inusuales de Mn2Sb2 y Mn2Sb, inducidas por el sustrato,
la temperatura y el tiempo de deposición, fueron determinadas a través de mediciones de XRD.
Las mediciones de magnetización permiten determinar el cruce entre un tipo paramagnético y un
comportamiento de tipo ferromagnético controlado por fases secundarias. Se encontró que tanto el
la remanencia magnética y la coercitividad magnética aumentan con la temperatura del sustrato. Adicionalmente,
la respuesta magnética es paramagnética para diferentes tiempos de deposición y sustrato con bajas
temperaturas, las mediciones de XRD sugieren la ausencia de Mn2Sb y Mn2Sb2 en
etapas. Para tiempos de deposición más largos o una temperatura del sustrato más alta, XRD muestra
la presencia de fases Mn2Sb2 y Mn2Sb y un comportamiento de tipo ferromagnético. La resistividad DC
de nuestras muestras se caracterizó y la densidad de portadores se determinó mediante mediciones de efecto Hall,
y en contraste con lo reportado en otros estudios, encontró que eran de semiconductor tipo p
con densidades de portadora tan grandes como un orden de magnitud mayor que los valores reportados. De las muestras de tipo ferromagnético, se evidencia de un efecto Hall anómalo, con mayor saturación magnética y una conductividad de Hall anómala de
2380 S / cm. Todos los resultados apuntan a una contribución de las fases secundarias como respuesta del conjunto magnético
de las muestras utilizadas, y sugieren la importancia de estudiar la formación
de fases secundarias en el crecimiento de DMS, especialmente, para el caso de (GaMn) Sb donde Mn como ion puede tener múltiples estados de oxidación.