Single planar arrays of GaxFe4xN magnetic nanocrystals embedded in GaN have been fabricated in an epitaxial process. The phase of the nanocrystals and their epitaxial relationship with the host matrix are studied via high-resolution transmission electron microscopy and high-resolution x-ray diffraction. By changing the growth parameters and mode, the crystallographic phase and chemical composition of the nanocrystals can be varied on demand. In view of the different magnetic properties of the various phases, applications in room-temperature ferromagnetic as well as antiferromagnetic spintronic devices are envisaged.

1.
K. H.
Jack
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
208
,
216
(
1951
).
2.
T.
Kim
and
M.
Takahashi
,
Appl. Phys. Lett.
20
,
492
(
1972
).
3.
J.
Coey
and
P.
Smith
,
J. Magn. Magn. Mater.
200
,
405
(
1999
).
4.
M.
Takahashi
and
H.
Shoji
,
J. Magn. Magn. Mater.
208
,
145
(
2000
).
5.
A.
Bonanni
,
A.
Navarro-Quezada
,
T.
Li
,
M.
Wegscheider
,
Z.
Matěj
,
V.
Holý
,
R. T.
Lechner
,
G.
Bauer
,
M.
Rovezzi
,
F.
D’Acapito
 et al,
Phys. Rev. Lett.
101
,
135502
(
2008
).
6.
M.
Rovezzi
,
F.
d’Acapito
,
A.
Navarro-Quezada
,
B.
Faina
,
T.
Li
,
A.
Bonanni
,
F.
Filippone
,
A.
Bonapasta
, and
T.
Dietl
,
Phys. Rev. B
79
,
195209
(
2009
).
7.
A.
Navarro-Quezada
,
W.
Stefanowicz
,
T.
Li
,
B.
Faina
,
M.
Rovezzi
,
R.
Lechner
,
T.
Devillers
,
F.
d’Acapito
,
G.
Bauer
,
M.
Sawicki
 et al,
Phys. Rev. B
81
,
205206
(
2010
).
8.
A.
Navarro-Quezada
,
N. G.
Swacki
,
W.
Stefanowicz
,
T.
Li
,
A.
Grois
,
T.
Devillers
,
M.
Rovezzi
,
R.
Jakieła
,
B.
Faina
,
J.
Majewski
 et al,
Phys. Rev. B
84
,
155321
(
2011
).
9.
A. S.
Núñez
,
R. A.
Duine
,
P.
Haney
, and
A. H.
MacDonald
,
Phys. Rev. B
73
,
214426
(
2006
).
10.
A. B.
Shick
,
S.
Khmelevskyi
,
O. N.
Mryasov
,
J.
Wunderlich
, and
T.
Jungwirth
,
Phys. Rev. B
81
,
212409
(
2010
).
11.
P. N.
Hai
,
S.
Yada
, and
M.
Tanaka
,
J. Appl. Phys.
109
,
073919
(
2011
).
12.
A.
Bonanni
,
M.
Kiecana
,
C.
Simbrunner
,
T.
Li
,
M.
Sawicki
,
M.
Wegscheider
,
M.
Quast
,
H.
Przybylinska
,
A.
Navarro-Quezada
,
R.
Jakieła
 et al,
Phys. Rev. B
75
,
125210
(
2007
).
13.
K. H.
Jack
,
Acta Cryst.
5
,
404
(
1952
).
14.
S.
Kokado
,
N.
Fujima
,
K.
Harigaya
,
H.
Shimizu
, and
A.
Sakuma
,
Phys. Rev. B
73
,
172410
(
2006
).
15.
M.
Tsunoda
,
H.
Takahashi
,
S.
Kokado
,
Y.
Komasaki
,
A.
Sakuma
, and
M.
Takahashi
,
Appl. Phys. Express
3
,
113003
(
2011
).
16.
M.
Tsunoda
,
Y.
Komasaki
,
S.
Kokado
,
S.
Isogami
,
C.-C.
Chen
, and
M.
Takahashi
,
Appl. Phys. Express
2
,
083001
(
2009
).
17.
A.
Jain
,
M.
Jamet
,
A.
Barski
,
T.
Devillers
,
I.-S.
Yu
,
C.
Porret
,
P.
Bayle-Guillemaud
,
V.
Favre-Nicolin
,
S.
Gambarelli
,
V.
Maurel
 et al,
J. Appl. Phys.
109
,
013911
(
2011
).
18.
S.
Kuroda
,
N.
Nishizawa
,
K.
Takita
,
M.
Mitome
,
Y.
Bando
,
K.
Osuch
, and
T.
Dietl
,
Nature Mater.
6
,
440
(
2007
).
19.
J. M.
Baik
,
H. S.
Kim
,
C. G.
Park
, and
J.-L.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
2632
(
2003
).
20.
A.
Narahara
and
T.
Sumuasu
,
Jpn. J. Appl. Phys.
46
,
L892
(
2007
).
21.
F.
Li
,
S. H.
Cho
,
D. I.
Son
,
K. H.
Park
, and
T. W.
Kima
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
102110
(
2008
).
22.
J. R. C.
Jeff
,
M.
Yun
,
B.
Ramalingam
,
B.
Lee
,
V.
Misra
,
G.
Triplett
, and
S.
Gangopadhyay
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
072104
(
2011
).
23.
J.
Lee
,
R.
Oszwałsowski
,
C.
Gøthgen
, and
I.
Žutić
,
Phys. Rev. B
85
,
045314
(
2012
).
24.
T.
Li
,
C.
Simbrunner
,
A.
Navarro-Quezada
,
M.
Wegscheider
,
M.
Quast
,
D.
Litvinov
,
D.
Gerthsen
, and
A.
Bonanni
,
J. Cryst. Growth
310
,
3294
(
2008
).
25.
I.
Kowalik
,
A.
Persson
,
M. N.
no
,
A.
Navarro-Quezada
,
B.
Faina
,
A.
Bonanni
,
T.
Dietl
, and
D.
Arvanitis
,
Phys. Rev. B
85
,
184411
(
2012
).
26.
M.
Rovezzi
, Indexing Fe-phases in/on Ga N Using X-ray Powder Diffraction (unpublished, 2010).
27.
A.
Houeben
,
J.
Burghaus
, and
R.
Dronskowski
,
Chem. Mater.
21
,
4332
(
2009
).
28.
D.
Mitchell
,
Microsc. Res. Tech.
71
,
588
(
2008
).
You do not currently have access to this content.