Interface magnetism

Contact

Dr. Kay Potzger
Project group leader
Tel.: 0351-260-3244, 2411
E-Mail: k.potzger@hzdr.de


Group members

Dr. Rantej Bali

Jonathan Ehrler

Dr. Maciej Oskar Liedke

Dr. Anna Semisalova

Naren Srinivasan


Former group members

Alireza Heidarian
Julius Beck
Alevtina Smekhova

Oguz Yildirim
Steffen Cornelius
Camilo Otalora

Daniel Blaschke
Maik Butterling
Nico Spahn
Falk Meutzner
Armin Haase

Tim Andrae
Kerstin Bernert
Nikolas Blum
Marcel Höwler

Tina Nestler
Julia Osten
Artem Shalimov
Georg Talut
Gufei Zhang
Shengqiang Zhou


Meetings

-FWIN-G -meeting thursdays at 12:45 (Meeting minutes)
-MEMRIOX-meeting fridays at 1pm
-DETI.2-meeting mondays at 1pm  (Meeting minutes)

-AIDA-meeting on fridays at 11:30


Downloads

PREM (Preisach simulations)

MBE sample sheet

Further MBE instructions: O:\Labs\MBE_712_108_108a


Lectures

- Magnetic materials, TUBA Freiberg, summer semester

Magnetische Cluster in Halbleitern

Kooperationen:

Dr. A. Ney, Universität Duisburg-Essen

Dr. C. Sürges, KIT

Prof. B. K. Meyer, Universität Giessen

Zusammenfassung

Aufgrund der Relevanz ferromagnetischer Halbleitermaterialien für die Spintronik beschäftigen wir uns speziell mit den Eigenschaften magnetischer Nanocluster in Halbleitern. Hierbei wird auch besonderes Augenmerk auf die Rolle ionenstrahlinduzierter Defekte füe die magnetische Kopplung gelegt. Die Analysetechniken beinhalten hochauflösenden Methoden mittels Photonen. Sie erlauben die Identifikation von Fremdphasen als auch elementspezifische Untersuchungen der elektronischen Struktur.


Abbildungen

  • Ein verdünnter magnetischer Halbleiter kann mit schwer nachweisbaren ferromagnetischen Partikeln verwechselt werden.

SQUID

Röntgendiffraktion

ZnO SQUID

ZnO XRD1

  • Die “zero-field cooled / field cooled” Magnetisierungskurven zeigen eindeutige Blockierungseffekte der magnetischen Momente. Dieses kann durch die Anwesenheit superparamagnetischer Nanopartikel erklärt werden.
  • Der direkte Nachweis von kristallinen α-Fe-Nanopartikeln gelingt durch XRD. Nur die hoch-sensitive Röntgenstrahlung eines Synchrotrons kann diese winzigen Partikel detektieren. Labor-Röntgendiffraktion versagt hier.
  • Eine nicht-systematische Abhängigkeit der Magnetisierung von der Größe eingebetteter MnSi - Nanopartikel wurde beobachtet.

MnSi_abc Die MnSi1.7 - Nanopartikel zeigen ansteigende Partikelgrößen mit ansteigender Mn-Ionenfluenz. ((a) 1×1015 cm-2, (b) 1×1016 cm-2 and (c) 5×1016 cm-2. ). Nur für die mittlere Fluenz konnte Superparamagnetismus beobachtet warden.

Publications

Advanced spectroscopic synchrotron techniques to unravel the intrinsic properties of dilute magnetic oxides: the case of Co:ZnO

A. Ney, M. Opel, T. C. Kaspar, V. Ney, S. Ye, K. Ollefs, T. Kammermeier, S. Bauer, K.- W. Nielsen, S. T. B. Goennenwein, M. H. Engelhard, S. Zhou, K. Potzger, J. Simon, W. Mader, S. M. Heald, J. C. Cezar, F. Wilhelm, A. Rogalev, R. Gross, and S: A. Chambers,

N. J. Phys. 12, 013020 (2010).

Memory effect of Mn5Ge3 nanomagnets embedded inside a Mn-diluted Ge matrix

Shengqiang Zhou, A. Shalimov, K. Potzger, N. M. Jeutter, C. Baehtz, M. Helm, J. Fassbender, and H. Schmidt,

Appl. Phys. Lett. 95, 192505 (2009).

MnSi1.7 nanoparticles embedded in Si: Superparamagnetism with collective behavior

Shengqiang Zhou, A. Shalimov, K. Potzger, M. Helm, J. Fassbender, and H. Schmidt,

 

Phys. Rev. B 80, 174423 (2009).

Spinel ferrite nanocrystals embedded inside ZnO: Magnetic, electronic, and magnetotransport properties

S. Q. Zhou, K. Potzger, Q. Y. Xu, K. Kuepper, G. Talut, D. Marko, A. Muecklich, M. Helm, J. Fassbender, E. Arenholz, and H. Schmidt

Phys. Rev. B 80, 094409 (2009).

Spin-dependent transport in nanocomposite C:Co films

S. Q. Zhou, M. Berndt, D. Buerger, V. Heera, K. Potzger, G. Abrasonis, G. Radnoczi, G. J. Kovacs, A. Kolitsch, M. Helm, J. Fassbender, W. Moeller, and H. Schmidt

Act. Mater. 57, 4758 (2009).

Magnetism of carbon doped Mn5Si3 and Mn5Ge3 films

C. Suergers, K. Potzger, and G. Fischer

J. Chem. Sci. 121, 173 (2009).

Amorphous clusters in Co implanted ZnO induced by boron preimplantation

K. Potzger, A. Shalimov, S. Q. Zhou, H. Schmidt, A. Muecklich, M. Helm, J. Fassbender, M.  Liberati, and E. Arenholz

J. Appl. Phys. 105, 123917 (2009).

Inverse spinel ZnFe2O4 nanoparticles synthesized by ion implantation and post-annealing: An investigation using X-ray spectroscopy and magneto-transport

S. Zhou, K. Potzger, D. Buerger, K. Kuepper, M. Helm, J. Fassbender, and H. Schmidt

Nucl. Instrum. Meth. B 267, 1620 (2009).

Ferromagnetic transition metal implanted ZnO: A diluted magnetic semiconductor?

S. Q. Zhou, K. Potzger, Q. Y. Xu, G. Talut, M. Lorenz, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender, M. Grundmann, and H. Schmidt

Vacuum 83, S13 (2009).

Non-DMS related ferromagnetism in transition metal doped zinc oxide

K. Potzger and S. Q. Zhou

Phys. Stat. Sol. B 246, 1147 (2009).

Paramagnetism in Co-doped ZnO films

Q. Y. Xu, S. Zhou, D. Marko, K. Potzger, J. Fassbender, M. Vinnichenko, M. Helm, H. Hochmuth, M. Lorenz, M. Grundmann, and H. Schmidt

J. Phys. D Appl. Phys. 42, 085001 (2009).

Ferromagnetic structurally disordered ZnO implanted with Co ions

K. Potzger, S. Q. Zhou, Q. Y. Xu, A. Shalimov, R. Groetzschel, H. Schmidt, A. Muecklich, M. Helm, and J. Fassbender

Appl. Phys. Lett. 93, 232504 (2008).

Room temperature ferromagnetism in carbon-implanted ZnO

S. Q. Zhou, Q. Y. Xu, K. Potzger, G. Talut, R. Groetzschel, J. Fassbender, M. Vinnichenko, J. Grenzer, M. Helm, H. Hochmuth, M. Lorenz, M. Grundmann, and H. Schmidt

Appl. Phys. Lett. 93,  232507 (2008).

High cluster formation tendency in Co implanted ZnO

K. Potzger, K. Kuepper, Q. Y. Xu, S. Q. Zhou, H.Schmidt, M.Helm, and J. Fassbender

J. Appl. Phys. 104, 023510 (2008).

Magnetic order by C-ion implantation into Mn5Si3 and Mn5Ge3 and its lateral modification

C. Suergers, K. Potzger, T. Strache, W. Moeller, G. Fischer, N. Joshi, and H. von Loehneysen

Appl. Phys. Lett. 93, 062503 (2008).

X-ray Spectroscopic and Magnetic Investigation of C:Ni Nanocomposite Films Grown by Ion Beam Cosputtering

G. Abrasonis, A. C. Scheinost, S. Zhou, R. Torres, R. Gago, I. Jiménez, K. Kuepper, K. Potzger, M. Krause, A. Kolitsch, W. Moller, S. Bartkowski, M. Neumann, and R. R. Gareev

J. Phys. Chem. C 112, 12628 (2008).

Crystallographically oriented Fe nanocrystals formed in Fe-implanted TiO2

Shengqiang Zhou, G. Talut, K. Potzger, A. Shalimov, J. Grenzer, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender, E. Cizmar, S. A. Zvyagin, and J. Wosnitza

J. Appl. Phys. 103, 083907 (2008).

Using x-ray diffraction to identify precipitates in transition metal doped semiconductors

Shengqiang Zhou, K. Potzger, G. Talut, J. von Borany, W. Skorupa, M. Helm, and J. Fassbender,

J. Appl. Phys. 103, 07D530 (2008).

Structural and magnetic properties of Tb implanted ZnO single crystals

Shengqiang Zhou, K. Potzger, A. Mücklich, F. Eichhorn, M. Helm, W. Skorupa, J. Fassbender

Nucl. Instrum. Meth. B 266, 589 (2008).

Fe implanted ZnO: Magnetic precipitates versus dilution

S.Q. Zhou, K. Potzger, G. Talut, H. Reuther, J. von Borany, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender, N. Volbers, M. Lorenz, T. Hermannsdörfer

J. App. Phys. 103, 023902 (2008).

Crystallographically oriented Co and Ni nanocrystals inside ZnO formed by ion implantation and post-annealing

S. Q. Zhou, K. Potzger, J. von Borany, R. Grötzschel, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender

Phys. Rev. B 77, 035209 (2008) and Virt. J. Nanoscale Sci. and Technol., Feb. 2008.

Suppression of secondary phase formation in Fe implanted ZnO single crystals

K. Potzger, Shengqiang Zhou, H. Reuther, K. Kuepper, G. Talut, M. Helm, J. Fassbender, and J. D. Denlinger,

Appl. Phys. Lett. 91, 062107 (2007)

Absence of ferromagnetism in V-implanted ZnO single crystals

Shengqiang Zhou, K. Potzger, H. Reuther, K. Kuepper, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender

J. Appl. Phys.101, 033906 (2007)

Crystallographically oriented magnetic ZnFe2O4 nanoparticles synthesized by Fe implantation into ZnO

Shengqiang Zhou, K. Potzger, H. Reuther, G. Talut, F. Eichhorn, J. von Borany, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender

J. Phys. D: Appl. Phys, 40, 964 (2007)

The effect of flash lamp annealing on Fe implanted ZnO single crystals

K. Potzger, W. Anwand , H. Reuther , Shengqiang Zhou , G. Talut , G. Brauer , W. Skorupa , J. Fassbender

J. Appl. Phys., 101, 033906 (2007).

Crystalline Ni nanoparticles as the origin of ferromagnetism in Ni implanted ZnO crystals

Shengqiang Zhou, K. Potzger, Gufei Zhang, F. Eichhorn, W. Skorupa, M. Helm, and J. Fassbender

J. Appl. Phys. 100, 114304 (2006).

Ferromagnetic Gd-implanted ZnO single crystals

K. Potzger, Shengqiang Zhou, F. Eichhorn, M. Helm, W. Skorupa, A. Mücklich, J. Fassbender, T. Herrmannsdörfer, and A. Bianchi

J. Appl. Phys. 99, 063906 (2006).

Fe implanted ferromagnetic ZnO

K. Potzger, Shengqiang Zhou, H. Reuther, A. Mücklich, F. Eichhorn, N. Schell, W. Skorupa, M. Helm, and J. Fassbender, T. Herrmannsdörfer and T. P. Papageorgiou

Appl. Phys. Lett. 88, 052508 (2006).

Structural and magnetic properties of Mn-implanted Si

Shengqiang Zhou, K. Potzger, Gufei Zhang, A. Muecklich, F. Eichhorn, N. Schell, R. Groetzschel, B. Schmidt, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender

Phys. Rev. B 75, 085203 (2007).