Semi-magnetic nitride-arsenide semi-conductors: electronic, optical, and magnetic properties

• Applicant: Professor Dr. Andreas Waag
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5241320

Ziel des Projektes ist es, GaInNAs und GaN mit magnetischen Elementen wie Mangan, Europium und Erbium zu kombinieren. Die magneto-elektronischen und magneto-optischen Eigenschaften dieser semimagnetischen Halbleiter sollen mit Hilfe eines hier beantragten Magnetsystems detailliert untersucht werden. Folgende Aspekte erscheinen hierbei besonders interessant:1. III-V-Nitride sind exzellente Wirtsmaterialien für Seltene Erden wie z.B. Er oder Eu, da die große Bandlücke ein thermisches "Quenching" der Intra-4f-Lumineszenz auch bei Raumtemperatur unterdrückt (Za99). Je nach Element liegen die 4f-Übergänge im infraroten oder gesamten sichtbaren Spektralbereich (z.B. für eine Kombination von Glasfaser-Kommunikation und sichtbaren LEDs oder Laserdioden). Die grundlegenden Mechanismen für strahlende Rekombination sollen detailliert untersucht werden.2. Die nur teilweise gefüllten 4f- und 3d-Schalen von Eu, Er oder Mn besitzen ein magnetisches Moment, das mit den Leitungselektronen wechselwirkt. Hieraus können sehr große g-Faktoren resultieren, wie bei den semimagnetischen Halbleitern CdMnTe oder ZnMnSe. Insbesondere kann es je nach Dotierung auch zu einem Superaustausch zwischen Leitungselektronen und den magnetischen Momenten kommen (RKKY-Wechselwirkung), der z.B. in p-GaMnAs zu Ferromagnetismus führt. Magnetische Halbleiter sind für die Magnetoelektronik interessant. Deshalb soll die Kombination von GaN und GaInNAs mit Mn, Eu oder Er detailliert hinsichtlich der magneto-optischen und magneto-elektronischen Eigenschaften sowie mit Blick auf deren Einsatz in magneto-elektronischen Bauelementen untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Major Instrumentation: Split-Coil Magnetsystem
• Instrumentation Group: 0120 Supraleitende Labormagnete
• Participating Person: Professor Dr. Rolf Sauer