We report the passivation of the Mn acceptors in Ga1xMnxP upon exposure to a hydrogen plasma. The as-grown films are nonmetallic and ferromagnetic with a Curie temperature of TC=55K. After hydrogenation the sample resistivity increases by approximately three orders of magnitude at room temperature and six orders of magnitude at 25 K. Furthermore, the hydrogenated samples are paramagnetic, which is evidenced by a magnetization curve at 5 K that is best described by a Brillouin function with g=2 and J=5/2 expected for Mn atoms in the 3d5 configuration. Upon annealing, partial depassivation and a recovery of ferromagnetism are observed. These observations unambiguously demonstrate that the ferromagnetism in Ga1xMnxP is carrier-mediated similar to Ga1xMnxAs.

1.
J.
Schneider
,
U.
Kaufmann
,
W.
Wilkening
, and
M.
Baumler
,
Phys. Rev. Lett.
59
,
240
(
1987
).
2.
T.
Dietl
,
H.
Ohno
, and
F.
Matsukura
,
Phys. Rev. B
63
,
195205
(
2001
).
3.
F.
Matsukura
,
H.
Ohno
,
A.
Shen
, and
Y.
Sugawara
,
Phys. Rev. B
57
,
R2037
(
1998
).
4.
M. A.
Scarpulla
,
B. L.
Cardozo
,
R.
Farshchi
,
W. M.
Hlaing Oo
,
M. D.
McCluskey
, and
O. D.
Dubon
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
207204
(
2005
).
5.
O. D.
Dubon
,
M. A.
Scarpulla
,
R.
Farshchi
, and
K. M.
Yu
,
Physica B (Amsterdam)
376–377
,
630
(
2006
).
6.
P. R.
Stone
,
M. A.
Scarpulla
,
R.
Farshchi
,
I. D.
Sharp
,
E. E.
Haller
,
O. D.
Dubon
,
K. M.
Yu
,
J. W.
Beeman
,
E.
Arenholz
,
J. D.
Denlinger
, and
H.
Ohldag
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
012504
(
2006
).
7.
R.
Farshchi
,
M. A.
Scarpulla
,
P. R.
Stone
,
K. M.
Yu
,
I. D.
Sharp
,
J. W.
Beeman
,
H. H.
Silvestri
,
L. A.
Reichertz
,
E. E.
Haller
, and
O. D.
Dubon
,
Solid State Commun.
140
,
443
(
2006
).
8.
C.
Bihler
,
M.
Kraus
,
H.
Huebl
,
M. S.
Brandt
,
S. T. B.
Goennenwein
,
M.
Opel
,
M. A.
Scarpulla
,
P. R.
Stone
,
R.
Farshchi
, and
O. D.
Dubon
,
Phys. Rev. B
75
,
214419
(
2007
).
9.
A. O.
Evwaraye
and
H. H.
Woodbury
,
J. Appl. Phys.
47
,
1595
(
1976
).
11.
T.
Graf
,
S. T. B.
Goennenwein
, and
M. S.
Brandt
,
Phys. Status Solidi B
239
,
277
(
2003
).
12.
P.
Vogl
,
Festkoerperprobleme
25
,
563
(
1985
).
13.
Y.
Zhao
,
P.
Mahadevan
, and
A.
Zunger
,
J. Appl. Phys.
98
,
113901
(
2005
).
15.
P. R.
Stone
,
M. A.
Scarpulla
,
R.
Farshchi
,
I. D.
Sharp
,
J. W.
Beeman
,
K. M.
Yu
,
E.
Arenholz
,
J. D.
Denlinger
,
E. E.
Haller
, and
O. D.
Dubon
,
AIP Conf. Proc.
893
,
1177
(
2007
).
16.
R.
Bouanani-Rahbi
,
B.
Clerjaud
,
B.
Theys
,
A.
Lemaître
, and
F.
Jomard
,
Physica B (Amsterdam)
340–342
,
284
(
2003
).
17.
S. T. B.
Goennenwein
,
T. A.
Wassner
,
H.
Huebl
,
M. S.
Brandt
,
J. B.
Philipp
,
M.
Opel
,
R.
Gross
,
A.
Koeder
,
W.
Schoch
, and
A.
Waag
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
227202
(
2004
).
18.
M. S.
Brandt
,
S. T. B.
Goennenwein
,
T. A.
Wassner
,
F.
Kohl
,
A.
Lehner
,
H.
Huebl
,
T.
Graf
,
M.
Stutzmann
,
A.
Koeder
,
W.
Schoch
, and
A.
Waag
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
2277
(
2004
).
19.
L.
Thevenard
,
L.
Largeau
,
O.
Mauguin
,
A.
Lemaître
, and
B.
Theys
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
182506
(
2005
).
20.
R.
Farshchi
,
R. V.
Chopdekar
,
Y.
Suzuki
,
P. D.
Ashby
,
I. D.
Sharp
,
J. W.
Beeman
,
E. E.
Haller
, and
O. D.
Dubon
,
Phys. Status Solidi C
4
,
1755
(
2007
).
21.
L.
Thevenard
,
A.
Miard
,
L.
Vila
,
G.
Faini
,
A.
Lemaître
,
N.
Vernier
,
J.
Ferré
, and
S.
Fusil
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
142511
(
2007
).
22.
R.
Farshchi
,
P. D.
Ashby
,
D. J.
Hwang
,
C. P.
Grigoropoulos
,
R. V.
Chopdekar
,
Y.
Suzuki
, and
O. D.
Dubon
,
Physica B (Amsterdam)
401–402
,
447
(
2007
).
23.
R.
Farshchi
,
O. D.
Dubon
,
D. J.
Hwang
,
N.
Misra
,
C. P.
Grigoropoulos
, and
P. D.
Ashby
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
012517
(
2008
).
24.
M. A.
Scarpulla
,
R.
Farshchi
,
P. R.
Stone
,
Y.
Suzuki
,
O. D.
Dubon
,
R. V.
Chopdekar
, and
K. M.
Yu
,
J. Appl. Phys.
103
,
073913
(
2008
).
25.
K. M.
Yu
,
W.
Walukiewicz
,
T.
Wojtowicz
,
I.
Kuryliszyn
,
X.
Liu
,
Y.
Sasaki
, and
J. K.
Furdyna
,
Phys. Rev. B
65
,
201303
(
2002
).
26.
K. M.
Yu
,
W.
Walukiewicz
,
T.
Wojtowicz
,
W. L.
Lim
,
X.
Liu
,
U.
Bindley
,
M.
Dobrowolska
, and
J. K.
Furdyna
,
Phys. Rev. B
68
,
041308
(R) (
2003
).
27.
J.
Kim
,
D. Y.
Shin
,
S.
Lee
,
X.
Liu
, and
J. K.
Furdyna
, e-print arXiv:0803.0714v1,
2008
.
28.
M. E.
Overberg
,
K. H.
Baik
,
G. T.
Thaler
,
C. R.
Abernathy
,
S. J.
Pearton
,
J.
Kelly
,
R.
Rairigh
,
A. F.
Hebard
,
W.
Tang
,
M.
Stavola
, and
J. M.
Zavada
,
Electrochem. Solid-State Lett.
6
,
G131
(
2003
).
29.
R.
Rahbi
,
B.
Pajot
,
J.
Chevallier
,
A.
Marbeuf
,
R. C.
Logan
, and
M.
Gavand
,
J. Appl. Phys.
73
,
1723
(
1993
).
30.
R.
Darwich
,
B.
Pajot
,
B.
Rose
,
D.
Robein
,
B.
Theys
,
R.
Rahbi
,
C.
Porte
, and
F.
Gendron
,
Phys. Rev. B
48
,
17776
(
1993
).
31.
M. D.
McCluskey
,
E. E.
Haller
,
J.
Walker
, and
N. M.
Johnson
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
2191
(
1994
).
32.
M. D.
McCluskey
,
E. E.
Haller
,
J.
Walker
, and
N. M.
Johnson
,
Phys. Rev. B
52
,
11859
(
1995
).
33.
M. D.
McCluskey
and
E. E.
Haller
, in
Hydrogen in Semiconductors II
, edited by
N. H.
Nickel
(
Academic
,
San Diego
,
1999
), Vol.
61
, Chap. 9.
34.
A. A.
Bonapasta
,
F.
Filippone
, and
P.
Giannozzi
,
Phys. Rev. B
72
,
121202
(
2005
).
35.
J. P.
Goss
and
P. R.
Briddon
,
Phys. Rev. B
72
,
115211
(
2005
).
36.
P.
Giannozzi
,
F.
Filippone
, and
A.
Amore Bonapasta
,
Braz. J. Phys.
36
,
245
(
2006
).
37.
J. P.
Goss
,
P. R.
Briddon
, and
M. G.
Wardle
,
Physica B (Amsterdam)
376–377
,
654
(
2006
).
38.
B.
Pajot
,
Inst. Phys. Conf. Ser.
95
,
437
(
1989
).
39.
B.
Clerjaud
,
D.
Wasik
,
R.
Bouanani-Rahbi
,
G.
Strzelecka
,
A.
Hruban
,
M.
Piersa
, and
M.
Kaminska
,
Physica B (Amsterdam)
401–402
,
258
(
2007
);
B.
Clerjaud
,
D.
Wasik
,
R.
Bouanani-Rahbi
,
G.
Strzelecka
,
A.
Hruban
,
M.
Piersa
, and
M.
Kaminska
,
J. Appl. Phys.
103
,
123507
(
2008
).
40.
C. G.
Van de Walle
and
J.
Neugebauer
,
Nature (London)
423
,
626
(
2003
).
41.
C. G.
Van de Walle
,
J. Alloys Compd.
446–447
,
48
(
2007
).
42.
B.
Clerjaud
,
F.
Gendron
,
M.
Krause
, and
W.
Ulrici
,
Phys. Rev. Lett.
65
,
1800
(
1990
).
43.
B.
Clerjaud
,
D.
Cote
,
W. -S.
Hahn
,
D.
Wasik
, and
W.
Ulrici
,
Appl. Phys. Lett.
60
,
2374
(
1992
).
You do not currently have access to this content.