We show high-temperature ferromagnetism in heavily Fe-doped ferromagnetic semiconductor (Ga1−x,Fex)Sb (x = 23% and 25%) thin films grown by low-temperature molecular beam epitaxy. Magnetic circular dichroism spectroscopy and anomalous Hall effect measurements indicate intrinsic ferromagnetism of these samples. The Curie temperature reaches 300 K and 340 K for x = 23% and 25%, respectively, which are the highest values reported so far in intrinsic III-V ferromagnetic semiconductors.

1.
H.
Munekata
,
H.
Ohno
,
S.
von Molnar
,
A.
Segmüller
,
L. L.
Chang
, and
L.
Esaki
,
Phys. Rev. Lett.
63
,
1849
(
1989
).
2.
H.
Ohno
,
A.
Shen
,
F.
Matsukura
,
A.
Oiwa
,
A.
Endo
,
S.
Katsumoto
, and
Y.
Iye
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
363
(
1996
).
3.
T.
Hayashi
,
M.
Tanaka
,
T.
Nishinaga
,
H.
Shimada
,
H.
Tsuchiya
, and
Y.
Otuka
,
J. Cryst. Growth
175–176
,
1063
(
1997
).
4.
M.
Tanaka
,
S.
Ohya
, and
P. N.
Hai
,
Appl. Phys. Rev.
1
,
011102
(
2014
).
5.
S.
Koshihara
,
A.
Oiwa
,
M.
Hirasawa
,
S.
Katsumoto
,
Y.
Iye
,
C.
Urano
,
H.
Takagi
, and
H.
Munekata
,
Phys. Rev. Lett.
78
,
4617
(
1997
).
6.
H.
Ohno
,
D.
Chiba
,
F.
Matsukura
,
T.
Omiya
,
E.
Abe
,
T.
Dietl
,
Y.
Ohno
, and
K.
Ohtani
,
Nature
408
,
944
(
2000
).
7.
L. D.
Anh
,
P. N.
Hai
, and
M.
Tanaka
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
042404
(
2014
).
8.
L. D.
Anh
,
P. N.
Hai
,
Y.
Kasahara
,
Y.
Iwasa
, and
M.
Tanaka
,
Phys. Rev. B
92
,
161201(R)
(
2015
).
9.
T.
Dietl
,
H.
Ohno
,
F.
Matsukura
,
J.
Cibert
, and
D.
Ferrand
,
Science
287
,
1019
(
2000
).
10.
T.
Dietl
,
H.
Ohno
, and
F.
Matsukura
,
Phys. Rev. B
63
,
195205
(
2001
).
11.
T.
Schallenberg
and
H.
Munekata
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
042507
(
2006
).
12.
L.
Chen
,
X.
Yang
,
F.
Yang
,
J.
Zhao
,
J.
Misuraca
,
P.
Xiong
, and
S.
von Molnar
,
Nano Lett.
11
,
2584
(
2011
).
13.
S.
Ohya
,
K.
Ohno
, and
M.
Tanaka
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
112503
(
2007
).
14.
D.
Chiba
,
K. M.
Yu
,
W.
Walukiewicz
,
Y.
Nishitani
,
F.
Matsukura
, and
H.
Ohno
,
J. Appl. Phys.
103
,
07D136
(
2008
).
15.
N. T.
Tu
,
P. N.
Hai
,
L. D.
Anh
, and
M.
Tanaka
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
132402
(
2014
).
16.
N. T.
Tu
,
P. N.
Hai
,
L. D.
Anh
, and
M.
Tanaka
,
Phys. Rev. B
92
,
144403
(
2015
).
17.
K.
Ando
and
H.
Munekata
,
J. Magn. Magn. Mater.
272–276
,
2004
(
2004
).
18.
R. R. L.
Zucca
and
Y. R.
Shen
,
Phys. Rev. B
1
,
2668
(
1970
).
19.
K.
Sato
,
H.
Katayama-Yoshida
, and
P. H.
Dederichs
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
44
,
L948
(
2005
).
20.
P. N.
Hai
,
S.
Yada
, and
M.
Tanaka
,
J. Appl. Phys.
109
,
073919
(
2011
).
21.
T.
Dietl
,
K.
Sato
,
T.
Fukushima
,
A.
Bonanni
,
M.
Jamet
,
A.
Barski
,
S.
Kuroda
,
M.
Tanaka
,
P. N.
Hai
, and
H.
Katayama-Yoshida
,
Rev. Mod. Phys.
87
,
1311
(
2015
).
22.
See Supplemental Material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4948692 for magnetization vs. temperature (M-T) characterization and MCD-H characteristics of the (Ga1−x,Fex)Sb samples A and B (x = 23% and 25%) at 300 K.
23.
K.
Yamaguchi
,
H.
Yamamoto
,
Y.
Yamaguchi
, and
H.
Watanabe
,
J. Phys. Soc. Jpn.
33
,
1292
(
1972
).
24.
P.
Sun
,
N.
Oeschler
,
S.
Johnsen
,
B. B.
Iversen
, and
F.
Steglich
,
Appl. Phys. Express
2
,
091102
(
2009
).
25.
H.
Okamoto
,
J. Phase Equilib.
11
,
576
(
1990
).
26.
P. N.
Hai
,
L. D.
Anh
, and
M.
Tanaka
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
252410
(
2012
).
27.
P. W.
Anderson
,
Phys. Rev.
124
,
41
(
1961
).
28.
J. R.
Schrieffer
and
P. A.
Wolff
,
Phys. Rev.
149
,
491
(
1966
).
29.
V. A.
Gubanov
,
C. Y.
Fong
, and
C.
Boekema
,
Phys. Status Solidi B
218
,
599
(
2000
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.