Wpływ warunków wygrzewania na strukturę defektowÄ krzemu ...

Rys. 9.4. Krzywe namagnesowania (bez normalizacji) w funkcji zewnętrznego pola magnetycznego dla próbkiCz-Si:Mn (T S = 340 K, T A = 870 K) zmierzone w temperaturze 4 K (a) i 300 K (b).Dwa źródła ferromagnetyzmu zaobserwowano także w pracy dotyczącej Si:Mn [105],gdzie zasugerowano obecność nanostruktury ze stabilnym porządkiem magnetycznymzależnym od wielkości i rozkładu nanocząstek. Własności te obserwowano dla próbekimplantowanych Mn + do podłoża o temperaturze 620 K (E 0 = 300 keV, D = 5×10 15 cm -2 )a następnie wygrzanych w temperaturach 970-1170 K przez 30 minut w temperaturze azotu.Rozmiary wydzieleń o wzorze ogólnym MnSi 1.7 oszacowano na 10-15 nm, a taki wynik jestzgodny z wartościami uzyskanymi w niniejszej rozprawie. W pracy [106], dotyczącej Siimplantowanego Mn + przy E 0 = 300 keV i D = 1×10 16 cm -2 na podłoże o T S = 620 Ka następnie wygrzanych w 1070 K („rapid thermal annealing”, RTA) stwierdzonow temperaturze 20 K obecność dwóch komponentów magnetycznych:superparamagnetycznego i ferromagnetycznego, przy czym frakcja ferromagnetycznejskładowej maleje wraz ze wzrostem temperatury i silnie zależy od rozmiarów nanowydzieleńMnSi 1.7 .Jak widać, literatura nie zna ostatecznych rozwiązań kwestii źródeł magnetyzmuw próbkach Si:Mn. W pracy [31], w której problem magnetyzmu próbek Si:Mn zostałrozpatrzony przy użyciu numerycznych obliczeń „z pierwszych zasad” („ab initio”)z wykorzystaniem metod teorii funkcjonałów gęstości („density functional theory”, DFT)uzyskano wyniki mówiące o tym, że objętościowy Mn 4 Si 7 jest niemagnetyczny orazzachowuje się jak półprzewodnik. I jeśli taka jest natura tego związku, żadne naprężenianie powinny indukować ferromagnetyzmu. Natomiast gdy związek Mn 4 Si 7 tworzy się- 108 -