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Durch die Dotierung
von GaN mit Atomen aus der Reihe der Übergangsmetalle mit teilweise
gefüllter 3d-Schale (TM) entsteht ein verdünnter magnetischer
Halbleiter (DMS). Die DMS Schichten werden mittels Molekularstrahlepitaxie
hergestellt.
Es stehen zwei Wachstumsanlagen
zu Verfügung.
Eine MBE Anlage Gen II der Firma Veeco, mit 8 Quellenmaterialien: Ga,
Al, In, Si, Mn, TM, N2 (RF-Plasma Quelle) und Wasserstoff. Reflection
High Energy Electron Diffraction (RHEED) dient zur Wachstumskontrolle.
Ein Multikammer-UHV Wachstums- und Analysesystem. Das UHV-System besteht
aus einer kleinen MBE Präparationskammer mit 4 Quellenmaterialien:
Ga, N2 (RF-Plasma Quelle), Mn, Al und zwei Analysekammern, die über
HREELS, AES, LEED, XPS, UPS Spektrometer verfügen. Durch in-situ
Photoemissionsspektroskopie werden die elektronischen Eigenschaften an
der Oberflächen der gewachsenen Schichten in-situ ermittelt. Das
Oberflächenpotential, bzw. die energetische Lage des Ferminiveaus
an der Oberfläche kann bestimmt werden. Die elektronische Zustanddichte
im Valenzband gibt Informationen über die energetische Lage der
besetzten TM-elektronischen Zuständen.
Als standard Charakterisierung
der Schichten werden systematisch folgende Methoden eingesetzt: Atomkraftmikroskopie
(AFM), Röntgen Beugung
(XRD), hochauflösende Rasterelektronenmikroskopie (REM).
Ein Hall-Effekt
Messplatz (2-325 K, 1 T) wird für die elektrische Charakterisierung
der MBE Schichten eingesetzt, insbesondere für die Messung des anomalous
Hall-Effekt.
Transmissionselektronenmikroskopie
(Philips CM 200 FEG-UT mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie) dient zur mikrostrukturellen Analyse.
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