We present studies of structural, magnetic, and electrical properties of Zn1-x-y CdxMnyGeAs2 nanocomposite ferromagnetic semiconductor samples with changeable chemical composition. The presence of MnAs clusters induces the studied alloy room temperature ferromagnetism with the Curie temperature, TC, around 305 K. The chemical composition of the chalcopyrite matrix controls the geometrical parameters of the clusters, inducing different magnetoresistance effects in the crystals. The presence of ferromagnetic clusters in the alloy induces either negative or positive magnetoresistance with different values. The Cd-content allows a change of magnetoresistance sign in our samples from negative (for x0.85) to positive (for x0.12). The negative magnetoresistance present in the samples with x0.85 is observed at temperatures T<25 K with maximum values of about −32% at T=1.4 K and B=13 T, strongly depending on the Mn content, y. The positive magnetoresistance present in the samples with x0.12 is observed with maximum values not exceeding 50% at B=13 T and T=4.3 K, changing with the Mn content, y.

1.
J.
Kossut
and
W.
Dobrowolski
,
Handbook of Magnetic Materials
(
North-Holland
,
Amsterdam
,
1993
), pp.
231
305
.
2.
W.
Dobrowolski
,
J.
Kossut
, and
T.
Story
,
Handbook of Magnetic Materials
(
Elsevier
,
Amsterdam
,
2003
), Chaps. II–VI, pp.
289
377
.
3.
T.
Dietl
,
Nature Mater.
9
,
965
(
2010
).
4.
S. C.
Erwin
and
I.
Žutić
,
Nature Mater.
3
,
410
(
2004
).
5.
S.
Picozzi
,
Nature Mater.
3
,
349
(
2004
).
6.
L.
Kilanski
,
M.
Gorska
,
V.
Domukhovski
,
W.
Dobrowolski
,
J. R.
Anderson
,
C. R.
Rotundu
,
S. A.
Varniavskii
, and
S. F.
Marenkin
,
Acta Phys. Pol., A
114
,
1151
1157
(
2008
).
7.
L.
Kilanski
,
A.
Zubiaga
,
F.
Tuomisto
,
W.
Dobrowolski
,
V.
Domukhovski
,
S. A.
Varnavskiy
, and
S. F.
Marenkin
,
J. Appl. Phys
106
,
013524
(
2009
).
8.
L.
Kilanski
,
M.
Górska
,
W.
Dobrowolski
,
E.
Dynowska
,
M.
Wójcik
,
B. J.
Kowalski
,
J. R.
Anderson
,
C. R.
Rotundu
,
D. K.
Maude
,
S. A.
Varnavskiy
,
I. V.
Fedorchenko
, and
S. F.
Marenkin
,
J. Appl. Phys.
108
,
073925
(
2010
).
9.
K.
Sato
,
G. A.
Medvedkin
,
T.
Nishi
,
Y.
Hasegawa
,
R.
Misawa
,
K.
Hirose
, and
T.
Ishibashi
,
J. Appl. Phys.
89
,
7027
(
2001
).
10.
N.
Uchitomi
,
H.
Endoh
,
H.
Oomae
,
M.
Yamazaki
,
H.
Toyota
, and
Y.
Jinbo
,
Phys. Status Solidi C
9
,
161
(
2012
).
11.
L.
Kilanski
,
I. V.
Fedorchenko
,
M.
Górska
,
E.
Dynowska
,
M.
Wójcik
,
B. J.
Kowalski
,
J. R.
Anderson
,
C. R.
Rotundu
,
S. A.
Varnavskiy
,
W.
Dobrowolski
, and
S. F.
Marenkin
,
Phys. Status Solidi B
248
,
1601
(
2011
).
12.
L.
Kilanski
,
K.
Szałowski
,
R.
Szymczak
,
M.
Górska
,
E.
Dynowska
,
P.
Aleshkevych
,
A.
Podgórni
,
A.
Avdonin
,
W.
Dobrowolski
,
I. V.
Fedorchenko
, and
S. F.
Marenkin
,
J. Appl. Phys.
114
,
093908
(
2013
).
13.
L.
Kilanski
,
M.
Górska
,
E.
Dynowska
,
A.
Podgórni
,
A.
Avdonin
,
W.
Dobrowolski
,
I. V.
Fedorchenko
, and
S. F.
Marenkin
,
J. Appl. Phys.
115
,
133917
(
2014
).
14.
I. V.
Fedorchenko
,
A. N.
Aronov
,
L.
Kilanski
,
V.
Domukhovski
,
A.
Reszka
,
B. J.
Kowalski
,
E.
Lahderanta
,
W.
Dobrowolski
,
A. D.
Izotov
, and
S. F.
Marenkin
,
J. Alloys Compd.
599
,
121
(
2014
).
15.
L.
Kilanski
,
W.
Dobrowolski
,
E.
Dynowska
,
M.
Wójcik
,
B. J.
Kowalski
,
N.
Nedelko
,
A.
Ślawska-Waniewska
,
D. K.
Maude
,
S. A.
Varnavskiy
,
I. V.
Fedorchenko
, and
S. F.
Marenkin
,
Solid State Commun.
151
,
870
(
2011
).
16.
J. H.
Song
,
Y.
Cui
, and
J. B.
Ketterson
,
J. Appl. Phys.
111
,
07E125
(
2012
).
17.
M.
Bolzan
,
I.
Bergenti
,
G.
Rossetto
,
P.
Zanella
,
V.
Dediu
, and
M.
Natali
,
J. Magn. Magn. Mater.
316
,
221
(
2007
).
18.
H.
Pfister
,
Acta Crystallogr.
11
,
221
(
1958
).
19.
N.
Menyuk
,
J. A.
Kafalas
,
K.
Dwight
, and
J. B.
Goodenough
,
Phys. Rev.
177
,
942
(
1969
).
20.
T.
Moriya
and
A.
Kawabata
,
J. Phys. Soc. Jpn.
34
,
639
(
1973
);
T.
Moriya
and
A.
Kawabata
,
J. Phys. Soc. Jpn.
35
,
669
(
1973
).
21.
A.
Gerber
,
A.
Milner
,
B.
Groisman
,
M.
Karpovsky
,
A.
Gladkikh
, and
A.
Sulpice
,
Phys. Rev. B
55
,
6446
(
1997
).
22.
J. S.
Helman
and
B.
Abeles
,
Phys. Rev. Lett.
37
,
1429
(
1976
).
23.
R. P.
Panguluri
,
G.
Tsoi
,
B.
Nadgorny
,
S. H.
Chun
,
N.
Samarth
, and
I. I.
Mazin
,
Phys. Rev. B
68
,
201307(R)
(
2003
).
24.
H. G.
Johnson
,
S. P.
Bennett
,
R.
Barua
,
L. H.
Lewis
, and
D.
Heiman
,
Phys. Rev. B
82
,
085202
(
2010
).
25.
V.
Guttal
and
D.
Stroud
,
Phys. Rev. B
71
,
201304(R)
(
2005
).
26.
V.
Guttal
and
D.
Stroud
,
Phys. Rev. B
73
,
085202
(
2006
).
You do not currently have access to this content.