search query: @supervisor Boehm, Juhani von / total: 2
reference: 2 / 2
« previous | next »
Author: | Hynninen, Teemu |
Title: | Effects of clustering on the Curie temperature of (Ga,Mn)N: an ab initio - Monte Carlo study |
Klusteroinnin vaikutus (Ga,Mn)N:n Curie-lämpötilaan: ab initio - Monte Carlo -tutkimus | |
Publication type: | Master's thesis |
Publication year: | 2005 |
Pages: | 83 Language: eng |
Department/School: | Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto |
Main subject: | Fysiikka (laskennallinen fysiikka) (Tfy-105) |
Supervisor: | Boehm, Juhani von |
Instructor: | |
OEVS: | Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning CentreIn the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network. The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/ You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.
Logging on to the customer computers
Opening a thesis
Reading the thesis
Printing the thesis
|
Location: | P1 Ark TF80 | Archive |
Keywords: | diluted magnetic semiconductors (GaMn)N clustering Curie temperature magneettiset puolijohteet (Ga,Mn)N klusterointi Curie-lämpötila |
Abstract (fin): | Magneettiset puolijohteet (DMS) ovat puolijohdemateriaaleja, joihin on saostettu magneettisia epäpuhtauksia. Tällä tavalla voidaan valmistaa erikoisia puolimetallisia aineita, joissa elektroniset ja magneettiset ominaisuudet kytkeytyvät. Näillä materiaaleilla on suuret käyttömahdollisuudet niin sanotuissa spintroniikkasovellutuksissa, joiden myötä pystytään mahdollisesti luomaan uusia entistä tehokkaampia elektronisia laitteita. DMS-materiaaleilla on yleensä matala Curie-lämpötila, mikä on ongelma kaupallisia sovellutuksia ajatellen. Ferromagneettisten eli spontaanisti magnetoituvien aineiden magnetisaatio katoaa tämän kriittisen lämpötilan yläpuolella, ja siksi olisi tärkeää löytää materiaali, jolle Curie-piste on selvästi yli huoneen lämpötilan. (Ga,Mn)N saattaa olla tällainen materiaali mutta sekä kokeelliset että teoreettiset arviot sen Curie-lämpötilalle vaihtelevat suuresti. Tässä työssä mallinnetaan (Ga,Mn)N-materiaalia ottaen eritoten huomioon Mn-ionien klusteroituminen, jolla on suuri vaikutus Curie-lämpötilaan. Mallinnus tehdään kaksivaiheisesti: Mn-ionien ja -klustereiden magneettiset kytkentävoimakkuudet lasketaan spintiheysfunktionaaliteorian, kvanttimekaanisen ab initio -menetelmän puitteissa. Saatujen kokonaisenergia-arvojen perusteella parametrisoidaan modifioitu klassinen Heisenbergin malli statistisen simulaation mahdollistamiseksi ja Curie-lämpötilat lasketaan analysoimalla systeemejä äärellisessä lämpötilassa Monte Carlo -menetelmin. Nämä laskut tehdään systeemeille, joissa klustereiden kokojakauma vastaa joko täysin satunnaista järjestystä tai termistä tasapainoa. Koska klusterointi on laskelmien mukaan energeettisesti suotuisaa, tasapainojakaumassa on huomattavasti enemmän kookkaita klustereita kuin satunnaisesti järjestyneessä tapauksessa. Kvanttimekaanisten laskujen perusteella dimeerien ja trimeerien magneettinen kytkentä toisiin klustereihin on voimakasta. Monomeereille tämä kytkentä on heikompaa, ja tetrameerit vuorovaikuttavat Mn-klustereista selvästi heikoiten. Kaikissa tapauksissa kytkentä on kuitenkin ferromagneettista. Lisäksi kun Mn-ionien lukumäärä on kiinnitetty, klusterointi kasvattaa klusterien keskimääräisiä etäisyyksiä ja siten heikentää niiden välisiä kytkentöjä. Yhdessä nämä efektit aiheuttavat sen, että klusterointi voimakkaasti laskee Curie-lämpötilaa. Ferromagnetismi on säilytettävissä jopa huoneen lämpötilassa suurilla Mn-konsentraatiolla, jos Mn-ionit järjestyvät satunnaisesti muodostamatta suuria klustereita. Näin ollen kasvatusolosuhteilla ja lämpökäsittelyillä voi olla dramaattinen vaikutus (Ga,Mn)N:n Curie-lämpötilaan. |
ED: | 2006-01-16 |
INSSI record number: 30505
+ add basket
« previous | next »
INSSI