CC BY
17INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
GaMnAsNING SOLISHTIRMA QARSHILIGININING TEMPERATURAVIY BOG'LANISHINI VAN-DER-PO USULI YORDAMIDA ANIQLASH
Sh.K.Niyozov
Guliston davlat universiteti Sh.A.Ashirov
Guliston davlat universiteti R.Sh.Daminov
Guliston davlat universiteti M.X.Xudayberdiyev
Guliston davlat universiteti R.U. Abidova
Guliston davlat universiteti https://doi.org/10.5281/zenodo. 7352553 Annotatsiya. Ushbu ishda past haroratli molekulyar nurlanish epitaksiyasi yordamida olingan GaMnAs qatlamlarining elektrofizik xususiyatlarini o'rganish natijalari keltirilgan. GaMnAs epitaksil qatlamning solishtirma qarshiligini temperaturaga bog'lanishi hamda p (T) ning 1/T va lnp koordinatalar qayta chizilga temperaturaviy bog'liqligi o'rganilgan.
Kalit so'zlar : Ferromagnit, Holl effekti, GaMnAs epitaksial, Spintronika, magnitotransport, konsentratsiya
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ GaMnAs ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО МЕТОДУ ВАН-ДЕР-ПО Аннотация. В данной работе представлены результаты исследования электрофизических свойств слоев GaMnAs, полученных методом низкотемпературной молекулярно-лучевой эпитаксии. Исследованы зависимость удельного сопротивления эпитаксиального слоя GaMnAs от температуры и температурная зависимость p (T) на графике координат 1/T и lnp.
Ключевые слова: ферромагнетик, эффект Холла, эпитаксиальный GaMnAs, спинтроника, магнитотранспорт, концентрация.
DETERMINATION OF THE DEPENDENCE OF GaMnAs RESISTANCE ON
TEMPERATURE ACCORDING TO THE VAN DER PO METHOD Absract. The paper presents the results of investigations of the electrophysical characteristics of GaMnAs layers obtained by low-temperature molecular beam epitaxy. The temperature dependence of the specific resistance of the GaMnAs epitaxial layer and the temperature dependence of p(T) on the graph of coordinates 1/T and lnp are studied.
Keywords: Ferromagnet, Hall effect, GaMnAs epitaxial, Spintronics, magnetotransport, concentration.
Hozirgi vaqtda funktsiyalanishi spinning qo'llanilishi bilan bog'liq bo'lgan xotiraning novoltaik elementlari, spin qutblangan detektorlar kabi asboblar yaratilib bo'lingan va muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. Biroq, bu strukturalar ishchi elementi zaryad tashuvchilarning yuqori kontsentratsiyalari bilan belgilangan ferromagnit metallar bo'lib, bular spin toklar kuchayish jarayonini ishlab chiqarishga imkon bermaydi. Ushbu jarayonni yo'lga qo'yish uchun spintronika asboblarining ishchi elementi sifatida ferromagnit yarimo'tkazgichlar
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
qo'llanilganida mumkin bo'lib, bunda tashqi ta'sir vositasida ham zaryad tashuvchi kontsentratsiyasini, ham ularning spin orientatsiyasini boshqarish mumkin bo'ladi.
Hozirgi vaqtda GaMnAs yarimo'tkazgichli spintronika asboblari va strukturalarini yaratish uchun istiqbolli materiallardan biri sifatida qaralib, bu uni magnitotransport xarakteristikalarini tekshirish zarurligini asoslaydi
GaMnAs epitaksial qatlamining magnit xossalari anizotropiyasini Holl effekti turli kristal o'qlar bo'yicha o'lchash yordamida tekshirishlar imkoniyati, hamda tashqi magnit maydon orientatsiyasi magnit Holl effektining bog'liqligi ko'rsatilgan.[1]
Yarimo'tkazgichli materiallar solishtirma qarshiligini aniqlashning to'rt zonli usuli keng qo'llaniladi. Bu to'rt zondli usul yordamida turli shaklli va o'lchamli yarimo'tkazgichli material namunalari solishtirma qarshiligini material namunalari solishtirma qarshiligini aniqlash mumkinligiga asoslangan[2]. Bu usulni qo'llashning yagona sharti yarimo'tkazgich namunasining sirti yassi bo'lishidir
Van-der-Pau usuli elektr-o'tkazuvchanlikni va izoliyatsiyalangan qatlamda yoki izolyatsiyalangan taglikda joylashgan yarimo'tkazgichning yupqa qatlamlari Holl effektini o'lchash uchun qo'llaniladi. Solishtirma qarshilik va Holl effektini o'lchashlarni bir vaqtda olib borish Van-der-Pau usulining boshqa klassik to'rt zondli usuliga nisbatan afzulligini bildiradi. O'tkazuvchan taglikning o'lchash jarayoniga ta'sirini yo'qotish uchun izolyatsilangan muhit zarurdir. Ko'pincha qatlam sifatida taglik qarama-qarshi tur o'tkazuvchanlikka ega bo'lganida avtomatik tarzda yuzaga keluvchi yarimo'tkazgichning zaiflashgan sohasi qo'llaniladi
Shu ishda ishlatilgan GaMnAs qatlamlar yarim ajratilgan GaAs substrak past haroratli molekulyar nurli epitaksiya usuli yordamida ishlab chiqarilgan namunalardagi Mn konsentratsiyasi Mn yacheykasi harorati bilan berilgan. O'zgarish jarayonida solishtirma qarshiligini va Holl effektining o'lchash uchun namunaning chetlariga indiylik kantakt surtilgan. Epitaksial qavatni qalinligi 250-300 nm. Epitaksial qatlamda Mn borligi elektron mikrotahlil yordamida aniqlangan. Epitaksial qatlamning bir hilligi tez elektronlarning aks ettirilgan difraksiya va roentgen tizimli taxlil yordamida nazorat qilingan. Ikki usul ham qavatlarning bir hilligini ko'rsatdi.
GaMnAs da ferromagnit tartiblilikni o'rnatish imkoni zaryad tashuvhilar konsentratsiyasi bilan aniqlanadi. Shuning uchun epitaksil qatlam xajmida zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi qiymatini bilish qanday muxim bo'lsa, uning temperaturaviy bog'lanishini ham bilish shunday muxim hisoblanadi . Zaryad tashuvchilar konsentratsiyasini aniqlash uchun Van-Der-Pou usulini qo'lladik.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
0,00035 0,0003 0,00025 0,0002 0,00015 0,0001 0,00005
P
0
50
100
150
200
250
300
350
T
0
1-rasm. GaMnAs epitaksil qatlamning solishtirma qarshiligini temperaturaga bog'lanishi
keltirilgan
1-rasm bu tekshirilgan GaMnAs epitaksil qatlam solishtirma qarshiligining temperaturaga bog'lanishi keltirilgan bo'lib, o'qdan temperaturaganing pasayishi solishtirma qarshilikning oshishi bilan borishi ko'rinib turibdi. Bu uning o'tkazuvchanligining yarimo'tkazgichli harakteridan dalolat beradi. Shuning bilan birga 50 k temperatura sohasida p(T) bog'liqlikda qarshilikning o'zgarish tezligidan dalolat beruvchi Burilish seziladi. Bunday bukilishning mavjudligi shu temperaturada epitaksil qatlamda paramagnet xolatdan ferromagnit holarga o'tishi kuzatilishdan dalolat beradi haqiqatda o'tkazuvchanlikni Hollning anamal effekti kshirishlar tekshirilayotgan namunalarda paramagnet xolatdan ferromagnit olatga o'tish 40 k tartibli temperaturalarda amalga oshishini isbotladi .
Yaxshi malumki, solishtirma qarshilikning temperaturaviy bog'lanishini tekshrish kirishmali markaz aktivatsiya energiyasini aniqlash uchun qo'llanilish mumkin. GaMnAs dagi Mn atomlari effektiv aksentorlarning temperaturaviy bog'liqligi Mn kirishma aktivatsiya energiyasi bilan aniqlash kerak.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
1/T)
0
0,05
0,06
-8,2
-8,4
-8,6
z
-J -8,8
-9
-9,2
-9,4
2-rasmda p (T) ning 1/T va lnp koordinatalar qayta chizilga temperaturaviy bog'liqligi
keltirilgan
2-rasmda p(T) ning 1/T va lnp koordinatalar qayta chizilga temperaturaviy bog'liqligi keltirilgan. Korinib turibdiki, ushbu bog'liqlik tog'ri chiziqdan ancha farq qiladi. Bog'liqlikning bunday harakteri kirishmali markazlanish energiyasini aniqlash imkonini bermaydi va u bizningcha quyidagi sanab o'tilgan sabablarga asoslangandir:
P ning temperaturaga bog'liqligi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi bilan aniqlanmay xarakatchanlikning temperaturaviy bog'liqligi bilan ham aniqlanadi bunday hola, ferromagnit tartiblilik holatidagi xarakatchanlik yarimo'tkazgich hajmidagi magnit maydon kuchlanganligiga bog'liq funksiya bo'lib qolayotganligi uchun ya'na ham ehtimolliroq bo'lib qoladi.
1) GaMnAs da Mn konsentratsiyasi katta bo'lganida kirishmali quyi sohahosil bo'ladi, bu holda o'tkazuvchanligining aktivatsiya energiyasi elektronlarning quyi sohasi o'tkazuvchanlik sohasiga o'tish energiyasi kabi aniqlanganidek, quyi sohalar ichidagi o'tishlar kabi ham shunday aniqlanadi va bu p ning temperaturaviy aniqlab bo'lmaslikka olib keladi. Epitaksil qatlamda zaryad tashuvchilar konsentratsiyasidagi Mn ning aksentorlari bilangina emas, GaMnAs epitaksil qatlamdagi nuqsonlarning keng spektri bilan ham aniqlanadi. Bunday nuqsonlarning mavjudligi epitaksiya jarayonini past temperaturasi tufayli bo'lib, ular identifikatsiyasi uchun quyidagicha tadqiqotlar o'tkazish talab etiladi.
Shunday qilib, o'tkazilgan tadqiqotlar natijasida GaMnAs epitaksil qatlamlari o'tkazuvchanligi yarimo'tkazgichli harakteriga energiyasi aniqlandi. Shuning bilan bir vaqtda p kattalikning temperaturaviy bog'liqligi elektr o'tkazuvchanligi jaraayonining aktivatsiya energiyasini aniqlash imkonini bermaydi. Bunday bir p (T) bog'liqliklar tabiati turli sabablarga asoslangan bo'lishi mumkin bo'lib, ular identifikatsiyasi uchun keng tadqiqotlar o'tkazish talab etiladi.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
REFERENCES
1. Основы спинтроники. Ю.А. Данилов, Е.С. Демидов, А.А. Ежевский., Нижний Новгород 2009., 173 с
2. Физика полупроводников К.В. Шалимова «Энергия» Масква 1971
