สารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็ก

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ

สารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็กเป็นวัสดุโปร่งแสง และมีช่องว่างพลังงานกว้างซึ่งสามารถทำให้แสดงพฤติกรรมความเป็นแม่เหล็กเฟอร์โรได้โดยการเจือด้วยโลหะทรานซิชัน 3d เพียง 2-3 เปอร์เซ็นต์อะตอม สารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็กนี้ได้รับความสนใจเนื่องจากมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ นอกจากนี้สารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็กเหล่านี้ยังครอบครองสภาพนำไฟฟ้าพร้อมทั้งแสดงพฤติกรรมความเป็นแม่เหล็กเฟอร์โร และมีความโปร่งแสงทำให้มีความเป็นไปได้ในการนำไปประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมาย เมื่อเร็วๆ นี้ได้มีรายงานเกี่ยวกับสารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็กแสดงพฤติกรรมความเป็นแม่เหล็กเฟอร์โรที่อุณหภูมิห้องและสูงกว่าอุณหภูมิห้อง เช่น ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) และ ทินไดออกไซด์(SnO2) เจือด้วย Co หรือ Fe บทความนี้ได้นำเสนอความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับสารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็กและกลไกที่ใช้อธิบายพฤติกรรมความเป็นแม่เหล็กในสารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็กนี้ รวมถึงทบทวนผลการทดลองของ ZnO และ SnO2

คำสำคัญ : สารประกอบออกไซด์เจือแม่เหล็ก แม่เหล็กเฟอร์โร ความเป็นแม่เหล็ก

Abstract

Dilute magnetic oxides (DMO) are transparent, wide-bandgap materials which can be induced to ferromagnetic behavior after doping with a few atomic percent of 3d transition metals. DMO are of interest for potential applications in spintronic devices. In addition, these materials combine their electrical conductivity with ferromagnetism and optical transparency, thereby opening up the possibility of other device applications. Recently, room and above room temperature ferromagnetism have been reported in several oxides such as ZnO and SnO2 with Co or Fe doping. In this article, the basic knowledge and magnetic exchange mechanism as well as the review of recent results on ZnO and SnO2-based systems are presented.

Keyword: dilute magnetic oxides, ferromagnetism, magnetism