Bằng cách kết hợp các phép phân tích cấu trúc hiện đại từ nhiễu xạ điện tử phản xạ năng lượng cao (RHEED), Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (HR-TEM) và giản đồ nhiễu xạ tia X (X-ray), nhóm nghiên cứu đã xác định được nồng độ carbon tối đa có thể pha tạp vào màng Mn5Ge3 mà không làm thay đổi cấu trúc của chúng là x = 0,6. Vượt quá nồng độ này, các màng sẽ thay đổi hoàn toàn cấu trúc và chuyển sang dạng đa tinh thể hay vô định hình tương ứng với nồng độ carbon x = 0,7 và 0,9. Nguyên nhân được cho là do carbon ở những nồng độ này đã vượt ngưỡng cho phép nên không thể kết hợp được vào các vị trí xen kẽ còn trống trong màng tinh thể dẫn tới carbon dư thừa phá hủy cấu trúc của màng. | TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ PHA TẠP CARBON LÊN CẤU TRÚC CỦA CÁC MÀNG Mn5Ge3 ĐƢỢC CHẾ TẠO TRÊN ĐẾ Ge 111 Lê Thị Giang1 TÓM TẮT Bằng cách kết hợp các phép phân tích cấu trúc hiện đại từ nhiễu xạ điện tử phản xạ năng lượng cao RHEED Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao HR-TEM và giản đồ nhiễu xạ tia X X-ray nhóm nghiên cứu đã xác định được nồng độ carbon tối đa có thể pha tạp vào màng Mn5Ge3 mà không làm thay đổi cấu trúc của chúng là x 0 6. Vượt quá nồng độ này các màng sẽ thay đổi hoàn toàn cấu trúc và chuyển sang dạng đa tinh thể hay vô định hình tương ứng với nồng độ carbon x 0 7 và 0 9. Nguyên nhân được cho là do carbon ở những nồng độ này đã vượt ngưỡng cho phép nên không thể kết hợp được vào các vị trí xen kẽ còn trống trong màng tinh thể dẫn tới carbon dư thừa phá hủy cấu trúc của màng. Từ khóa Màng mỏng Mn5Ge3 pha tạp carbon. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ điện tử spin thế hệ kế tiếp của công nghệ bán dẫn sẽ đƣợc thúc đẩy phát triển một cách mạnh mẽ nếu tính chất sắt từ ở nhiệt độ phòng có thể đƣợc đƣa vào các thiết bị bán dẫn và các mạch tích hợp. Có hai phƣơng pháp đã đƣợc sử dụng để tiêm dòng spin phân cực vào các bán dẫn sử dụng tiếp giáp không đồng nhất kim loại sắt từ bán dẫn thông qua hàng rào điện môi hoặc hàng rào Schottky 1 sử dụng bán dẫn pha loãng từ nhƣ một bộ điều chỉnh spin 2 3 . Với phƣơng pháp thứ nhất vấn đề khó khăn gặp phải là không thể lắng đọng trực tiếp kim loại sắt từ lên các bán dẫn nền để tạo ra lớp tiếp giáp kim loại bán dẫn. Phƣơng pháp thứ hai bị hạn chế bởi nhiệt độ chuyển pha thấp của các bán dẫn pha loãng từ dƣới nhiệt độ phòng 4 . Gần đây một phƣơng án thay thế đã đƣợc đƣa ra trong đó các hợp chất sắt từ nhƣ Fe3Si 5 6 7 hay Mn5Ge3 8-13 đƣợc phát triển epitaxy trên đế Si và Ge và hoạt động nhƣ một tiêm spin. Trong số đó duy nhất có hợp chất Mn5Ge3 là thể hiện tính sắt từ ở nhiệt độ phòng. Theo tính toán lý thuyết Mn5Ge3 sẽ cho hiệu suất tiêm spin cao và có
