Magneto-Optical Properties of CdMnTe Diluted Magnetic Semiconductor Nanoparticles Prepared by Physical Methods

І.Д. Cтолярчук

doi:10.15330/pcss.16.2.297-301

Автор(и)

І.Д. Cтолярчук Чернівецький національний університет імені Ю. Федьковича

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.16.2.297-301

Ключові слова:

Cd1-xMnxTe, напівмагнітний напівпровідник, наночастинка, нанокристал, поглинання, фотолюмінесценція, ефект Зеємана

Анотація

В роботі наведено результати експериментального дослідження спектрів поглинання та фотолюмінесценції наночастинок Cd_1-xMn_xTe, отриманих методами імпульсного лазерного розпилення та механічного помолу, у зовнішньому магнітному полі. Проведені мікроструктурні дослідження за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ) свідчать про отримання наночастинок, близьких за формою до сферичних. Спектри оптичного поглинання отриманих різними фізичними методами нанокристалів демонструють короткохвильовий зсув краю фундаментального поглинання, що зумовлено проявом квантово - розмірного ефекту. В зовнішньому магнітному полі край поглинання та максимум смуги фотолюмінесценції зміщуються в низько енергетичну область спектра, що зумовлено спін - спіновою обмінною взаємодією між d - електронами магнітних іонів Mn²⁺та зонними носіями. Встановлена лінійна магнітопольова залежність зеєманівського зсуву максимуму смуги фотолюмінесценції, для нанокристалів із малим вмістом марганцю, свідчить про зростання ролі пар та антиферомагнітної взаємодії іонів магнітної підсистеми у наночастинках Cd_1-xMn_xTe.

Посилання

[1] S. C. Erwin, L. Zu, M. I. Haftel, Al. L. Efros, T. A. Kennedy, D. J. Norris, Nature 436, 91 (2005).
[2] X. Michalet, F. Pinaud, L. A. Bentolila, J. M. Tsay, S. Doose, J. J. Li; G. Sundaresan, A. M. Wu, S.S. Gambhir, S. Weiss, Science 307, 538 (2005).
[3] A. S. Edelstein and R. C. Cammarata, Nanomaterials: synthesis, properties and applications. Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, (2001), 596 p.
[4] D. J. Norris, N. Yao, F. T. Charnock, T. A. Kennedy, Nano Lett. 1, 3 (2001).
[5] P. I. Archer, S. A. Santangelo, D. R. Gamelin, Nano Lett. 7, 1037 (2007).
[6] J. Kobak, T. Smolenski, M. Goryca, M. Papaj, K. Gietka, A. Bogucki, M. Koperski, J.-G. Rousset, J. Suffczynski, E. Janik, M. Nawrocki, A. Golnik, P. Kossacki & W. Pacuski, Nat. Commun. 5, 3191 (2014).
[7] P. I. Nikitin, A.I. Savchuk, Soviet Physics Uspekhi 33(11), 974 (1990).
[8] J. A. Gaj, J. Kossut (eds), Introduction to the Physics of Diluted Magnetic Semiconductors (Springer, 2011).
[9] P. Liu, H. Cui, C. X. Wang and G. W. Yang, Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 3942 (2010).
[10] A. I. Savchuk, I. D. Stolyarchuk, S. V. Medynskiy, V. I. Fediv, Y. O. Kandyba, A. Perrone, P. I. Nikitin, Materials Science and Engineering: C 15(1), 79 (2001).
[11] J. K. Furdyna, J. Appl. Phys. 64, R29 (1988).
[12] R. Beaulac, P. I. Archer, X. Liu, S. Lee, G. M. Salley, M. Dobrowolska, J. K. Furdyna, D. R. Gamelin, Nano Lett. 8, 1197 (2008).
[13] L. Besombes, Y. Le´ger, L. Maingault, D. Ferrand and H. Mariette, J. Cibert, Physical Review Letters 93 (20), 207403 (2004).
[14] J. J. Zayhowski, R.N. Kershaw, D. Ridgley, Phys.Rev.B 35, 6950 (1987).
[15] K. Bhattacharjee, C. Benoit a` la Guillaume, Phys. Rev. B 55, 10613 (1997).
[16] J. M. Pientka, R. Oszwaldowski, A. G. Petukhov, J. E. Han, and Igor Zutic, Phys. Rev. B 86, 161403(R) (2012).
[17] I. A. Merkulov, D. R. Yakovlev, A. Keller, W. Ossau, J. Geurts, A. Waag, G. Landwehr, G. Karczewski, T. Wojtowicz, J. Kossut, Physical Review Letters 83, 1431 (1999).
[18] R. Beaulac, P. I. Archer, S.T. Ochsenbein, and Daniel R. Gamelin, Adv. Funct. Mater. 18, 3873 (2008).
[19] C. Gould, A. Slobodskyy, D. Supp, T. Slobodskyy, P. Grabs, P. Hawrylak, F. Qu, G. Schmidt, L. W. Molenkamp, Physical Review Letters 97, 017202 (2006).
[20] A. Chernenko, P. Dorozhkin, V. Kulakovskii, A. Brichkin, S. Ivanov, A. Toropov, Phys. Rev B 72(4), 045302 (2005).
[21] R. Beaulac. P.I. Archer, X. Liu, S. Lee, G.M. Salley, M. Dobrowolska, J.K. Furdyna, and D.R. Gamelin, Nano Lett. 8 (4), 1197 (2008).