Ферромагнетизм в эпитаксиальных слоях германия и кремния, пересыщенных примесями марганца и железа

Сообщается о возможности лазерного синтеза разбавленных магнитных полупроводников на основе германия и кремния, легированных до 10–15 ат.% марганцем или железом. Примеси Mn и Fe, согласно данным об электронных уровнях $3d$-атомов в полупроводниках, наиболее предпочтительны для реализации в Ge и Si ферромагнетизма по механизму Рудермана–Киттеля–Касуи–Иосиды (РККИ). Тонкие толщиной 50–110 нм эпитаксиальные слои Ge и Si выращивались на подогретых до 200–480 $\mathrm{^\circ C}$ монокристаллических подложках арсенида галлия или сапфира. Содержание $3d$-примеси измерено рентгеноспектральным методом. Ферромагнетизм слоев, высокие магнитная и акцепторная активность Mn в Ge, Mn и Fe в Si проявились в наблюдениях при 77–500 К эффекта Керра, аномального эффекта Холла, высокой дырочной проводимости и анизотропного ферромагнитного резонанса (ФМР). По данным ФМР точка Кюри Ge:Mn, Si:Mn на подложках GaAs и Si:Fe на $\mathrm{Al_2O_3}$ была не ниже 420, 500 и 77 К, соответственно.