The Structural and Magnetic Properties of MnP Films and Nanocrystals

Les semi-conducteurs magnétiques hétérogènes constitués de nano-aimants de pnictures de manganèse incorporés dans des matrices de semi-conducteurs ont des applications magnéto- électroniques et magnéto-optoélectroniques potentielles tel que la magnétorésistance géante et les effets magnétooptiques géants en raison de leurs fonctionnalités magnétiques. Parmi ces matériaux, les systèmes hétérogènes avec des températures de Curie élevées, comme MnSb, MnAs et MnP, ont fait l'objet de nombreuses études. Étant donné que la texture des nanoagrégats affecte fortement les fonctionnalités magnétiques des semi-conducteurs hétérogènes, nous devons avoir un contrôle sur la structure et la texture du système afin de réaliser les fonctions magnétiques souhaitées. Par conséquent, il est nécessaire de comprendre les propriétés de l'hétérostructure en fonction de sa structure. Les nanoparticules de MnP ferromagnétiques encastrées dans une matrice de phosphure de gallium (GaP), GaP:MnP, crues par épitaxie en phase vapeur (MOVPE) ont été étudiées comme un système modèle pour vérifier à quel niveau la texture pouvait être pré-conditionnée par synthèse. Malgré les études détaillées sur la façon dont certains éléments structuraux (par exemple la taille des nanoparticules) peuvent être contrôlés par les paramètres de croissance(par exemple la température de croissance), la complexité de ces systèmes n'a pas permis de résoudre cette dépendance. L'objectif général de ce travail est de comprendre le mécanisme de la croissance, de sélection de la texture du MnP dans le GaP et comment la texture pourrait être conditionnée par les paramètres de croissance. Pour atteindre notre objectif, nous avons choisi d'étudier un système moins complexe, des couches minces de MnP crues sur substrat de GaP, afin d'approfondir notre compréhension du mécanisme de croissance et d'évolution de la texture des hétérostructures. La comparaison de l'évolution de la texture de couches minces et de celle des hétérostructures nous aide à comprendre le rôle de la matrice de GaP, ce qui pourrait conduire à la conception de structures avec les propriétés souhaitées. Un autre objectif de ce travail est de développer une méthode simple pour déterminer la taille magnétique des nanoparticules de MnP ainsi que leur distribution. Puisque notre sujet d'intérêt porte sur la texture et la structure magnétique des nanoparticules, la taille magnétique, par opposition à la taille physique, des nanoparticules est la composante structurale pertinente à étudier. Il n'existe pas dans la littérature de modèle cohérent pour déterminer la distribution de la taille d'un ensemble de nanoparticules dont certaines sont superparamagnétiques et d'autres ferromagnétiques, tel que les nanoparticules de MnP dans le GaP.