Ferromagnétisme induit par les porteurs dans des puits quantiques de (Cd,Mn)Te: étude spectroscopique du désordre

Abstract

La création d'un gaz de trous bidimensionnel dans un puits quantique (Cd,Mn)Te permet d'induire une interaction ferromagnétique entre les spins localisés du semiconducteur magnétique dilué. Une nouvelle méthode de dopage utilisant les pièges à la surface de l'échantillon a été mise au point ; elle a permis d'étendre la gamme des valeurs expérimentalement accessibles pour les densités de spins et de porteurs. Les propriétés magnétiques sont mesurées par spectroscopie magnéto-optique (photoluminescence). Nous mesurons une température critique plus élevée que la température de Curie-Weiss, ce qui suggère un effet du désordre. Des mesures locales de la photoluminescence permettent de tracer des cartes de l'aimantation spontanée, de la densité de porteurs et de la densité de spins localisés : les échantillons dopés par la surface présentent des fluctuations de densité de porteurs plus grandes que les échantillons dopés par impuretés azote, et ces fluctuations induisent directement des fluctuations de l'aimantation spontanée.The presence of a two-dimensional hole gas in a (Cd,Mn)Te quantum well induces a ferromagnetic interaction between the localized spins of the diluted magnetic semiconductor. We have developed a new method for the doping, which uses electron traps at the surface of the sample; this allows us to expand the range of experimentally accessible values of the density of carriers and of localized spins. The magnetic properties were measured through magneto-optical spectroscopy (photoluminescence). The critical temperature was measured to be higher than the Curie-Weiss temperature, which we tentatively ascribe to the presence of disorder. Local photoluminescence spectra allow us to draw maps of the spontaneous magnetization, of the carrier density and of the density of localized spins. The fluctuations of carrier density are larger in the surface-doped samples than in Nitrogen-doped samples, with a direct influence on the fluctuations of the spontaneous magnetization.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF