磁性半导体同时结合半导体和磁学的特征，是自旋电子学领域的一个重要研究方向。受限于材料制备手段和其内在的属性，被广泛接受的诸如(Ga,Mn)As薄膜和(Ba,K)(Zn,Mn(Zn,Mn)2As2)单晶等磁性半导体的居里温度尚远低于室温，不能够实际应用。探索制备具有新型化学结构、更高居里温度的磁性半导体新材料仍然十分必要。

近日，浙江大学宁凡龙教授课题组报道了一种新型的1111-型磁性半导体(Ba,Na)F(Zn,Mn)Sb，其与铁基超导体La(O,F)FeAs具有相同的四方ZrSiCuAs型晶格结构。通过在母体BaFZnSb中的Ba位掺入Na和Zn位掺入Mn，分别引入了载流子和局域磁矩。Na和Mn共掺杂时，铁磁相互作用形成。2 K下的等热磁化强度曲线表明样品的矫顽力约为12000 Oe。交流磁化率测量结果表明样品在自旋冻结温度Tf以下演化为自旋玻璃态。此外，电阻的测量结果表明(Ba,Na)F(Zn,Mn)Sb依然表现出半导体行为。(Ba,Na)F(Zn,Mn)Sb的制备丰富了现有的磁性半导体体系，为新材料的发展提供了新的思路。

该文章以题为“(Ba1-xNax)F(Zn1-xMnx)Sb: A novel fluoride-antimonide magnetic semiconductor with decoupled charge and spin doping”发表在Journal of Semiconductors上。

图1. (a) 场冷(FC)条件下，母相BaFZnSb和(Ba0.95Na0.05)FZnSb的M(T)曲线; (b) 多晶样品(Ba1-xNax)F(Zn1-xMnx)Sb的场冷(FC)及零场冷(ZFC)条件下的M(T)曲线；(c) 由居里-外斯拟合结果做出的1/(χ-χ0)与温度的关系曲线(实线为线性拟合)；(d) 样品(Ba1-xNax)F(Zn1-xMnx)Sb在2 K时的磁化强度曲线。

文章信息：

(Ba1?xNax)F(Zn1?xMnx)Sb: A novel fluoride-antimonide magnetic semiconductor with decoupled charge and spin doping

Xueqin Zhao, Jinou Dong, Licheng Fu, Yilun Gu, Rufei Zhang, Qiaolin Yang, Lingfeng Xie, Yinsong Tang, Fanlong Ning

J. Semicond. 2022, 43(11): 112501 doi: 10.1088/1674-4926/43/11/112501

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/43/11/112501

来源：半导体学报