Abstract
We have investigated the effects of Al codoping on the structural, electrical transport, and magnetic properties of oxide diluted magnetic semiconductor $Zn_{1-x}Cr_xO$ thin films prepared by reactive sputtering. Nondoped $Zn_{0.99}Cr_{0.01}O$ thin films show semiconducting transport behavior and weak ferromagnetic characteristic. The Al doping increases the carrier concentration and results in an decrease of resistivity and metal-insulator transition behavior. With increasing carrier concentration, the magnetic properties drastically change, exhibiting a remarkable increase of the saturation magnetization. These results show carrier-enhanced ferromagnetic order in Cr-doped ZnO.
반응성 스퍼터링 방법으로 성장시킨 $Zn_{0.09}Cr_{0.01}O$ 묽은 자성반도체 박막의 구조와 전기 수송과 자기 특성에 미치는 Al 첨가 효과를 탐구하였다. Al이 첨가되지 않은 $Zn_{0.09}Cr_{0.01}O$ 박막은 반도체적인 수송 특성과 함께 미약한 강자성 특성을 보였다. Al을 첨가함으로써 n-형 나르개인 전자의 농도 증가와 더불어 금속성 수송 특성을 나타냈으며 포화자기화가 현저하게 증가하고 이력곡선이 뚜렷하게 나타나는 등 자기 특성의 격렬한 변화가 관찰되었다. 이 결과들은 Cr이 첨가된 ZnO에서 나르개에 의한 강자성 질서의 향상을 보여준다.