Ursache der magnetischen Kopplung in Kobalt-dotiertem ZnO

Verdünnte magnetische Halbleiter (DMS) sind interessante Materialien für die Spinelektronik. Es wurden Zn0,95Co0,05O Filme auf ZnO, Al2O3 und ScAlMgO4 Substraten gewachsen und ihre strukturellen und magnetischen Eigenschaften untersucht. Messungen der Magnetisierung mit SQUID Magnetometrie zeigten bei 300K eine magnetische Kopplung, die auch mit superparamagnetischen Nanopartikeln erklärt werden kann. Mit elementspezifischen Messungen des magnetischen Röntgenzirkulardichroismus' konnte nachgewiesen werden, dass das magnetische Moment von metallischen Kobalt Nanopartikeln herrührt. Röntgendiffaktometriemessungen und Transmissionselektronenmikroskopie bestätigen dieses Ergebnis. Hinweise auf eine zweite ferromagnetische Phase, speziell in Hinblick auf einen DMS, wurden nicht gefunden.
Diluted magnetic semiconductors (DMS) are interesting materials for spintronics. Zn0.95Co0.05O thin films were grown on ZnO, Al2O3 and ScAlMgO4 substrates and their structural and magnetic properties were determined. Magnetization measurements with SQUID magnetometry showed a magnetic coupling, which can also be explained in terms of superparamagnetic nanoparticles. Elementspecific x-rax magnetic circular dichroism measurements proved, that the magnetic moment is caused by metallic cobalt nanoparticles. X-ray diffractometry and transmission electron microscopy confirm this result. Evidence of a second ferromagnetic phase, especially of a DMS, were not found.