Первый этап

На первом этапе выполнения проекта получены следующие результаты:

а) Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.

б) Проведен обзор и анализ информационных источников по ферромагнитным полупроводниковым структурам и методам их исследования. Анализ научно-технической литературы показал, что исследуемые в рамках проекта материалы обладают характеристиками существенно превосходящими, характеристики обычно исследуемых ферромагнитных полупроводников. На основе имеющихся научных результатов сделан выбор в пользу аномального эффекта Холла, как одного из основных методов исследования ферромагнитных полупроводниковых структур.

в) Приготовлены образцы для проведения исследований в камере высокого давления в магнитном поле и диапазоне температур 4.2 - 300 К, на основе ферромагнитных полупроводниковых гетероструктур типа квантовая яма GaAs/Mn/GaAs/InGaAs/GaAs. Для решения этой задачи была создана лабораторная установка фотолитографии. Проведена характеризация полученных образцов с помощью рентгеновских исследований. Показано, что магнитный слой и двумерный канал проводимости разделены между собой и не перекрываются, обеспечивая наличие хороших полупроводниковых свойств, и что образцы состоят из распределенных ферромагнитных и парамагнитных областей.

г) Разработана конструкция экспериментального оборудования (вставка в криостат) для проведения исследований в камере высокого давления в магнитном поле и диапазоне температур 4.2 - 300 К.

д) Проведены экспериментальные исследования вклада собственного механизма аномального эффекта Холла в величину холловского сопротивления. Показано, что данный механизм вносит существенный вклад в величину холловского сопротивления, по крайней мере при температурах ниже 10 К.

е) Разработаны методы разделения вкладов различных механизмов в сигнал аномального эффекта Холла, основанные на анализе параметрических зависимостей аномального холловского сопротивления от величины продольного сопротивления, на примере гетероструктур с квантовой ямой.

ж) Разработаны методы разделения вкладов различных механизмов в нелинейный, по магнитному полю, сигнал эффекта Холла в условиях наличия двух или нескольких источников формирования ферромагнитного порядка в материалах. Данные исследования позволят более обоснованно делать заключения о наличии аномального эффекта Холла и соответственно спиновой поляризации носителей заряда.

и) Получены образцы тонкопленочных высокотемпературных ферромагнитных нанокомпозиционных материалов на основе полупроводников A IIIB V и Si1-xMnx, по ранее разработанным методикам.

к) Получены результаты экспериментальных исследований магнитных и полупроводниковых свойств ферромагнитных тонкопленочных структур, полученных на основе полупроводников A IIIB V и Si1-xMnx, с нановключениями ферромагнетика. Показано, что данные материалы обладают температурой ферромагнитного перехода превышающей комнатную, заметным магнетосопротивлением и аномальным эффектом Холла.

л) Проведены электронно - микроскопические исследования ферромагнитных тонкопленочных структур Si1-xMnx. Эти исследования позволяют выделить структурные особенности этих материалов и указывают на наличие в них наногранул, что позволит высказать обоснованные предположения о причинах и механизмах высокотемпературного ферромагнетизма, наблюденного в них.

м) Проведены теоретические расчеты, включающие идентификацию на основе экспериментальных данных, полученных российской стороной, параметров теоретических моделей, описывающих механизмы взаимодействия носителей заряда в двумерном канале проводимости с отдаленным слоем магнитной примеси и расчеты, выполняемые на основе теоретических моделей, вклада собственного механизма аномального эффекта Холла в величину холловского сопротивления.