We report the passivation of the Mn acceptors in upon exposure to a hydrogen plasma. The as-grown films are nonmetallic and ferromagnetic with a Curie temperature of . 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 and expected for Mn atoms in the configuration. Upon annealing, partial depassivation and a recovery of ferromagnetism are observed. These observations unambiguously demonstrate that the ferromagnetism in is carrier-mediated similar to .
REFERENCES
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
).10.
B.
Clerjaud
, J. Phys. C
18
, 3615
(1985
).11.
T.
Graf
, S. T. B.
Goennenwein
, and M. S.
Brandt
, Phys. Status Solidi B
239
, 277
(2003
).12.
13.
Y.
Zhao
, P.
Mahadevan
, and A.
Zunger
, J. Appl. Phys.
98
, 113901
(2005
).14.
G.
Zhao
, Phys. Rev. B
62
, 11639
(2000
).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.
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.
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.
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
).© 2008 American Institute of Physics.
2008
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.