Doktorarbeit_Mairoser.pdf - OPUS - Universität Augsburg

9.3. Vergleich der La-, Gd- bzw. Lu-Dotierung epitaktischer EuO-Filme
Curie-Temperatur (K)
130
120
110
100
90
80
70
60
La
Gd
Lu
10 23 10 24 10 25 10 26 10 27
Ladungsträgerdichte (1/m 3 )
Abbildung 9.7.: Abhängigkeit der Curie-Temperatur von der Ladungsträgerdichte von La-,
Gd- bzw. Lu-dotierten EuO-Proben.
Für die Gd- bzw. Lu-Dotierung ist ein mögliches Maximum allenfalls zu erahnen. Zur
Bestätigung müssten Proben mit größeren Ladungsträgerdichten hergestellt werden.
Es ist jedoch fraglich, ob dies erreicht werden kann. Aus den Abbildungen 9.5 (b) bzw.
9.7 kann eine für die La- bzw. Gd-Dotierung identische, maximale Ladungsträgerdichte
von 9 · 10 26 1/m 3 abgelesen werden. Für die Lu-Dotierung ist der Verlauf der T C (n)-
Kurve im betrachteten Bereich sehr ähnlich zu der für Gd-dotierte EuO-Filme.
Vergleicht man die gemessenen Daten mit dem explizit für die Gd-Dotierung von EuO
entwickelten Modell von Takahashi [178], ergeben sich für die Gd-dotierten EuO-Proben
gute Übereinstimmungen (Kapitel 7.3.2). Wendet man es dagegen auf die La-
Dotierung an, kann nur die vorhergesagte Grenze für T C von 115 K von La-dotierten
Filmen reproduziert werden. Die dafür nötige Ladungsträgerdichte wird allerdings um
eine Größenordnung zu hoch angegeben (2 · 10 27 1/m 3 ). Auch die angegebene Mindestladungsträgerdichte
von 3 · 10 25 1/m 3 ist um mehr als eine Größenordnung zu hoch.
Die Sättigung in T C (n) für La-dotierte Proben und ein sehr ähnlicher Kurvenverlauf
für die beiden ähnlich großen Dotanten Gd und Lu deuten darauf hin, dass das maximal
erreichbare T C durch die Ionengröße festgelegt ist. Im Modell von Takahashi
wurde dies nicht berücksichtigt. Die magnetischen Eigenschaften der dotierten Ionen
scheinen dafür aber keine große Rolle zu spielen. Anders verhält es sich mit dem
Anstieg von T C für kleine Ladungsträgerdichten. Für EuO-Proben, die mit nichtmagnetischem
La dotiert sind, ist ein um eine Größenordnung kleineres n für einen
Anstieg von T C über den Wert von 69 K erforderlich. Dies könnte mit der Ausbildung
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