جرم مؤثر در نيمه هادي‌هاي مغناطيسي رقيق شده: با استفاده از مگنتو اپتيك

Effective mass in diluted magnetic semiconductors: Zn0.98Ti0.02O by means of magneto-optics

نمونه‌هايي از فيلم‌هاي نازك اكسيد روي آلاييده با تيتانيم رشد داده شده بر روي زير لايه (0001) با استفاده از روش لايه نشاني با ليزر پالسي تهيه شد. با اندازه‌گيري مغناطش اين نمونه‌ها توسط اسكوييد مگنتومتر، نتيجه شد كه نمونه‌ها در دماي اتاق فرو مغناطيس است. با استفاده از اثرمگنتو اپتيكي فارادي زاويه چرخش فاراده و MCD را به صورت تابعي از انرژي در فاصله 4- 5/1 الكترون ولت و همچنين چگالي حامل‌هاي هر يك از نمونه‌ها با استفاده از اثر هال اندازه‌گيري شدند. مشاهده شد گاف‌هاي نواري با چگالي حامل‌ها تغيير مي‌كنند. از اين روي جرم مؤثر حامل‌ها از طريق اثر بورستين- ماس و انقباض گاف‌هاي نواري محاسبه شده است.

Thin film samples of Ti-doped ZnO were grown on sapphire (0001) substrates by pulsed laser deposition (PLD). The magnetic moments were measured by SQUID magnetometry and the films were ferromagnetic at room temperature. The Faraday rotations and magnetic circular dichroisms (MCD) were measured as a function of energy at the range of 1.5-4 eV, and carrier concentrations were obtained from Hall effect measurement. The samples exhibited a band-edge shift, which varied with carrier concentration. Effective-mass of carriers were obtained by the Burstein-Moss effect and the band-gap shrinkage .