Wpływ warunków wygrzewania na strukturę defektowÄ krzemu ...

struktury powstałe w wyniku procesu implantacji zanikają dopiero po wygrzaniu próbekw temperaturze T A = 1070 K, podczas gdy ferromagnetyzm próbek Si:Mn obserwujemyjuż po wygrzaniu w 870 K. Pozwala to wykluczyć związek pomiędzy uporządkowaniemmagnetycznym a poimplantacyjnym rozkładem naprężeń w próbkach.9.3. Dyskusja ferromagnetyzmu próbek Si:MnJak wynika z poprzedniego rozdziału, magnetyczny porządek zaobserwowanyw próbkach Si:Mn koreluje z obecnością polikrystalicznych wydzieleń Mn 4 Si 7 . W pracy [29]autorzy sugerują, że ferromagnetyczne własności w Si:Mn podobnie jak w typowychmateriałach DMS mają źródło w dalekozasięgowym sprzężeniu momentów magnetycznychrzadko rozmieszczonych domieszek, które przeważa krótkozasięgowe antyferromagnetyczneoddziaływanie jonów Mn. Autorzy przypuszczają także, że sprzężenie to odbywa sięza pośrednictwem dziur, czyli wskazują na zależność od typu nośników i ich koncentracji.Stąd kluczowym elementem dla optymalizacji tego efektu mogą być rozmiary wydzieleń orazich koncentracja (a konkretnie odległości między poszczególnymi klasterami). Równieżna sterowany przez dziury ferromagnetyzm wskazują autorzy prac [103,104] dotyczącychbadań polikrystalicznych cienkich warstw SiMn. Z tym, że autorzy wykryli dwie fazyferromagnetyczne, z których pierwsza, o T C ~ 50 K to prawdopodobnie Mn 4 Si 7 , natomiastdruga, o dużej koncentracji dziur i T C ~ 250 K to Si domieszkowany manganem.W przypadku naszych próbek uporządkowanie magnetyczne wiązane jest z obecnościąwydzieleń Mn 4 Si 7 , ale nie można wykluczyć ferromagnetyzmu sterowanego przez dziury,ponieważ omówione w rozprawie pomiary magnetyczne wykonane zostały w temperaturze5 K. Jednak przeprowadzone przez nas badania magnetyczne wybranych próbek Si:Mnpokazały, że w wyższych temperaturach (nawet 300 K) ferromagnetyzm Si:Mn nadalwystępuje (przykład – rys. 9.4).- 107 -