Magneto-electronic Properties of $Si_{ l-x}Mn_x$ Thin Films Grown by MBE

MBE로 성장한 $Si_{ l-x}Mn_x$ 박막의 전자기적 특성 연구

본 연구에서는 Si에 Mn을 첨가한 Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막의 전기적 및 자기적 특성을 조사하였다. Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막은 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 native oxide층을 제거하지 않은 (100)Si wafer 위에 성장하였다. Substrate 온도는 50$0^{\circ}C$로 하였으며, 첨가한 Mn 농도는 20%에서부터 80%까지였다. 전기적 특성은 Hall, 4-point probe를 통하여 측정하였고, 자기적 특성은 VSM, FMR, SQUID을 이용하여 측정하였다. 상 분석은 XRD, TEM을 이용하여 관찰하였다 Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막은 Hall 측정 결과 상온에서 P-type carrier를 가지며, 비저항은 반도체 영역인 7.6$\times$$10^{-4}$~4.2$\times$$10^{-2}$(ohm-cm)의 값을 가진다. 상온 VSM, 측정결과 Mn의 양이 52% 첨가 시 포화 자화 값이 가장 높은 40emu/cc를 가지며, Mn의 양이 증가할수록 포화 자화 값이 증가하다 다시 감소하는 경향을 가진다. FMR, SQUID 측정에서도 이러한 경향을 확인할 수 있었다 특히, SQUID 분석 결과 두 개 이상의 자성 상이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. XRD, TEM 관찰결과, Si$_{l-x}$Mn$_{x}$은 poly crystal로 성장하였으며, Mn 농도에 따라 여러 상들이 관찰되었다.따라 여러 상들이 관찰되었다.