Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 13: Poster 1

HL 13.6: Poster

Montag, 26. März 2007, 15:00–17:30, Poster A

Ionenstrahlgestützte Molekularstrahlepitaxie von Gadoliniumnitrid-Schichten — •Julius Mennig, Jürgen Gerlach, Thomas Höche und Bernd Rauschenbach — Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V., Permoserstr. 15, 04318 Leipzig

Seit einigen Jahren sind Seltenerd-Nitride in den Blickpunkt verschiedener Forschungsgruppen gerückt, insbesondere Gadoliniumnitrid (GdN)[1]. Die elektronischen Eigenschaften dieses ferromagnetischen Materials (Curie-Temperatur: 60 K) sind noch nicht vollständig geklärt. Theoretische Modelle variieren von halbmetallisch über halbleitend bis zu isolierend, experimentelle Daten sind aufgrund der geringen kristallinen Qualität der bisher hergestellten Schichten mehrdeutig.

In diesem Beitrag werden Herstellung und Charakterisierung von epitaktischen GdN-Schichten auf MgO präsentiert. Sie wurden mittels Ionenstrahlgestützter Molekularstrahlepitaxie unter Variation der Substrattemperatur zwischen 150 ^∘C und 750 ^∘C abgeschieden. Aufgrund der hohen Affinität des GdN zu Sauerstoff waren Schutzschichten (hier GaN) nötig. Kombinierte SIMS- und ERDA-Analysen weisen auf einen geringen Sauerstoffgehalt in den Schichten hin. In situ RHEED- und ex situ XRD-Messungen zeigen epitaktisches Wachstum und eine hohe kristalline Qualität der Schichten mit starker Abhängigkeit von der Substrattemperatur. Jedoch tendieren diese (100)-orientierten Schichten zu Verzwillingung.
[1] F. Leuenberger, A. Parge, W. Felsch, K. Fauth, and M. Hessler, Phys. Rev. B 72 (2005) 014427.