Aleaciones Semi-magnéticas de GaSbMn para Aplicaciones en el Desarrollo de Sensores de Campo Magnético por Efecto Hall”

El desarrollo de sensores de efecto hall de campo magnético con semiconductores III-V con aleaciones magnéticas (Mn), ha despertado el interés de los investigadores debido a que tiene aplicaciones en diferentes áreas, principalmente en el campo de la espintrónica, como sensores de campo y memorias magnéticas de estado sólido. Por esta razón, en este trabajo nos enfocamos en estudiar las propiedades magnéticas, eléctricas, morfológicas y estructurales de películas delgadas de GaSbMn depositadas mediante la técnica de pulverización catódica asistida por campo magnético (r.f. Magnetron Sputtering). El material semiconductor GaSb es importante en una variedad de aplicaciones como en la optoelectrónica, el cual posee un ancho de banda de 0.7 eV; Especialmente en sistemas fotovoltaicos, ya que su respuesta óptica en longitud de onda es mucho más grande que las celdas solares basadas en silicio (Si). Cuando el Mn se introduce en la matriz GaSb, se obtiene nuevas propiedades que son importantes en el campo de la espintrónica, debido a que la distribución espacial de electrones y huecos puede ser controlado, dando como resultado que el ternario GaSbMn presente un comportamiento semi-magnético importante. Las películas delgadas fueron depositadas sobre sustrato de silicio con orientación preferencial (111), usando blancos de GaSb y Mn con un 99.9% de pureza. Las propiedades de las muestras fueron estudiadas variando la temperatura de crecimiento y dejando otros parámetros constantes como la presión y la potencia de los blancos; es importante estudiar los efectos de la temperatura sobre la película depositada ya que esto puede generar cambios en las propiedades eléctricas, magnéticas, estructurales y morfológicas de la misma. Para analizar las muestras se utilizaron técnicas de caracterización como: difracción de rayos X (DRX), Microscopia electrónica de transmisión (TEM), sistema de medida de propiedades magnéticas (MPMS), sistema de medida de propiedades físicas (PPMS) Los resultados obtenidos por XRD muestran que las capas de GaSbMn poseen una estructura cristalina tipo zinc blenda con mejores propiedades en función del aumento de la temperatura, el análisis magnético muestra que todas las capas depositadas presentan temperatura de Curie por encima de la temperatura ambiente, por otro lado el análisis eléctrico nos muestran un comportamiento de efecto hall ordinario y efecto hall anómalo, la presencia de este efecto hall anómalo es consecuente con los resultados obtenidos mediante la caracterización magnética (Texto tomado de la fuente)The development of magnetic field Hall Effect sensors with III-V semiconductors using magnetic alloys (Mn) has sparked researchers’ interest since they have applications in several fields, primarily in the field of spintronics, such as field sensors and solid state magnetic memories. For this reason, in this work we focus on the study of the magnetic, electrical, morphological and structural properties of GaSbMn thin films deposited using r.f. magnetron sputtering. The GaSb semiconductor material is important in a variety of applications such as optoelectronics, it has a bandgap of 0.7 eV, especially in photovoltaic systems, since its optical response in wavelength is much greater than that of silicon-based solar cells.When Mn is introduced into the GaSb matrix, new properties are obtained, these are important in the field of spintronics, because the spatial distribution of electrons and holes can be controlled. As a result, the GaSbMn ternary exhibits an important semi-magnetic behavior. The thin films were deposited on silicon substrates with (111) preferential orientation, using GaSb and Mn targets 99.9% pure. The properties of the samples were studied varying the growth temperature while keeping other parameters constant such as the pressure and the power of the targets. It is important to study the effects of temperature on the deposited films since this can generate changes in the electrical, magnetic, structural and morphological properties of the films. To analyze the samples, we used characterization techniques such as: X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM), magnetic properties measurement system (MPMS), physical properties measurement system (PPMS). The results obtained by XRD show that the GaSbMn layers have a Zincblende crystalline structure with improved properties depending on the temperature increase, the magnetic analysis indicates that all the deposited layers have Curie temperatures above room temperature. On the other hand, the electrical analysis shows Ordinary Hall Effect and Anomalous Hall Effect, the presence of this anomalous hall effect is consistent with the results obtained by magnetic characterizationMaestrí