Room Temperature Ferromagnetism in InTe Layered Semiconductor Crystals Intercalated by Cobalt

(1)

Х

і

х

і

х

InTeб і

х

г г

1

бХ г г

1,*

_,

г гХ

1

бХ г гХ

₂

1

г г

б

Ч

б

г

б кб кнее1 Ч

б

2

г г

б

А

б илб еилне

-

1йзб

( Хж6.11.2014; ХonlineХ25.03.2015)

Х Х Х Х ХшoxюnTeбХ Х Х в

Х Х Х Х є Х Х бХ Х Х Х -

-Х Х Х Х гХ бХ Х Х Х Х Х

-- Х Х Х Х є Х Х Х бХ Х

Х Х Х гХ Х Х ХшoxюnTeХ Х Х в

Х Х Х бХ Х Х Х Х г

ю і пХ Х бХюnTeбХ бХ бХ бХ .

PACS numbers: 61.43.Dq, 75.50.Pp, 75.60Ej

*

_{kudrynskyi@gmail.com}

1. Х

Х

єХ в

Х

в

Х

Х Х

Х

бХ

в

Х бХ Х

бХ

Х

в

бХ

Х

гХ

Х

III VI

_(A

–

_{In, Ga; B}

–

SeбХTeЮХ

Х

Х Х

Х

Х–

є

бХ

Х

в

Х

бХ

Х

бХ

-

Х

в

Х

бХ

Х[ж

-

н]гХ

Х

бХ

Х

Х є Х

Х Х

Х

в

є

Х

бХ

’

Х Х

Х

в

Х (зщЮХ

Х

Х Х

Х

2D

Х

Х Х Х

Х[о

-13].

Х

бХ

Х

Х Х

Х

в

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

Х[жйбжк]бХ

Х

в

Х

гХ

Х

Х єХ

в

Х

бХ

в

Х

Х(ыeбХшoбХNiЮХ

[16-

жо]гХ

Х

-

Х є

Х Х

Х

,

Х

бХ

Х Х

Х

в

Х

гХ

Х

Х юnTeХ

є

Х Х

Х

TlSeбХ

Х

Х юйдmcmХ [зе]гХ

Х

єХ

в

Х

III VI

Х

Х Х

Х

III VI

гХ

Хюn

3+

в

Х

Х Х

Х

2+

Х в

Х юnTe

4/2

Х SiSбХ

Х Х

Х юn

+

Х

в

Х Х

Х

2-

гХ

Х

Хюn

3+

Хюn

+

Х

(

гХжЮХ Х

Х

In

+

Хюn

3+

гХ

Х

ХюnTeХ Х

в

Х

Х Х

Х

Х[зжбХзз]Х Х

Х

Х[зибХзй]гХ

Х

в

Х

г

г 1– Х Х юnTeгХ Х

Х Хюn+ Хюn3+ Х Х Х Х

Х гХ Х Х Х

2. Е

Е

Ь

Ч

Х[зе]бХ

Х

є

Х

Х оло

Х Х

Х

бХ Х

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

Х NaшlгХ

Х

юnTeХ

Х

Х Х

Х

в

Х

гХ

Х

в

бХ Х

Х Х

Х

гХ

Х

в

Х

8,455

ÅбХ

7,136

ÅХ(

Х

ХюйдmcmЮХ Х

Х

Х[зк]гХ

Х

в

Х

Хк

5 1

3

_.

Х

2+

Х

юnTeХ

Х

Х Х

в

(2)

Х

Х Х

Х

III VI

Х Х[жмбХжо]гХ

Х

Х шo

x

InTe (

ебжЮХ

Х

-

Х

Х (

ЮХ Х

Х

ХNanoscopeХюююaХщimensionХиеееSіMгХ

Х

Х Х

жеХ

бХ Х

Х

ex situ

гХ

Х

в

Хшo юnTeХ

Х

Х Х

Х «VibratingХ MagnetometerХ мйейХ VSM»Х Х

Х

бХ

Х ХиеееХ

г

3. Е

Ь

Е

Х

в

Х

Х шo

0,1

юnTeХ

бХ

Х

Х ґ

Х

юnTeХ

Х

гХ

Х

в

Х

III VI

Х

в

ХTiX

2

(X-

SбХSeбХTeЮбХ

Х

в

Х

Х[жлб

26,

зм]гХ

Х

в

Х

є

Х

є Х

Хиd

-

Х

Х Х Х

-

Х

Х(

Х«

»Х ’

Х

-

ЮХ Х

в

Х

Х г

Х

Х юnTeХ

Х

бХ

Х

-

Х

Х Х

Х

в

бХ

ХюnSeХ ХьaSeгХ

Х

Х Х

в

Х

єХ

в

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

в

гХ Х

Х

в

Х

бХ

Х Х

Х

Х Х

Х

гХ

Х

г

зХ

Х

-

Х

Х шo

0,1

InTe.

Х

Х Х

Х

в

Х

Хй

гХ

Х

в

Х

є

Х

в

Х

Хже÷

20 бХ

Х

Х Х

Х Х в

Х

Хж÷

2 гХ

Х

бХ

Х

в

Х

Х (

г

2, ,

ЮгХ

Х

50 ÷

100 бХ

Х

Х Х

Х

Хжее

гХ

Х

-

Х

гХ

Х

в

Х

є

Х Х

Х в

Х

-

Х

в

Х юnTeбХ Х

Х

Х –

Х в

Х Х

Х

гХ

Х

в

Х Х

Х

Х Х

в

Х

Х юnTeХ

є

Х Х

Х

«

»Х

Х

гХ

Х

Х Х

Х

єХ

Х

єв

Х

гХ

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

гХ

Х

єХ

Х

,

Х Х

Х

в

Х

г

Х

бХ

в

Х

Х Х

Х

Х[жл

-

жо]Х

в

єХ

Х

гХ

Х

в

бХ Х

Х

є

Х

Х «

Х

»Х –

Х

в

гХ Х

Х

Х Х

Х

в

Х

бХ

Х

в

Х

г

Х

г

иХ

Х

в

Х

ХшoxюnTeХ Х

Х

Х (

ебжрХ ебжкЮгХ

Х

бХ

Х

Х шo

x

юnTeХ Х

Х

Х Х

в

гХ

Х

Х Х

Х

є

Х

Х Х

в

Х

Хиd

-

Х

Х Х

в

Х

г

Х

в

Х

Х Х

в

Х

Х Х

Х

Х Х

в

Х

гХ

Х

Х Х

в

Х

бХ

Х

m

f

(

H

)

Х

в

Х

в

Х

гХ

Х

,

Х Х

г

иХ

ХзекбллХ ХжммбкмХ

Х

Co

0,1

юnTeХ ХжййбжиХ ХжйкбзлХ

Хшo

0,15

юnTeХ

в

Х

Х Х

Х

в

Х

бХ

Х

в

Х

г

(3)

г 3– Х Х Х Х в

Х Х Х Х Х шo0.1юnTeХ ( ЮХ

Х шo0.15юnTeХ ( ЮбХ Х Х Х пХ жХ –

Х Х Х в

рХзХ– Х Х Х Х Х

Х

в

Х m

S

Х

H

║

c

г г г

_/

гХ

Х

m f

(

H

)

Х в

Х

є

Х

гХ

Х

є

Х

m f

(

H

)

Х

бХ Х Х

Х

є в

Х

г

Х

m f

(

H

)

Х

в

Х

Co

x

юnTeХ

Х

бХ

Х Х

Х

в

Х

III VI

Х

-

Х

гХ

Х

в

Х

бХ

Х

в

є

Х Х

-

Х

бХ

Х

гХ

Х

Х… – – –

…Х

є

Х

гХ Х

Х

Х (

в

Х Х

Х

ЮХ

Х

в

є

Х

Х Х

Х

бХ Х

Х

є

Х

Х SeгХ

Х

є

Х

в

Х

ХMnц

III

_B

VI

є в

Х

Х Х[зн]гХ Х

Х Х

Х

m f

(

H

)

Co

0,1

юnTeХ Хшo

0,15

юnTeХ(

Х

в

Х

ЮХ

Х

гХ

Х

в

Х

Х шo

0,15

юnTeХ

Х

Х шo

0,1

юnTeгХ

Х

є

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

г

Х

бХ Х

Х

в

бХ

Х

гХ Х

Х

єХ

Х

бХ

Х

Х Х

Х

гХ

Х

є

Х

в

Х

бХ

Х

в

Х

гХ

Х [зо]бХ

Х

бХ

Х

в

Х

Х Х

Х

гХ Х

Х

бХ

Х

єХ

Х

бХ

Х

Х Х

Х

m f

(

H

),

Х

є

Х

в

Х

є

Х

Х юnTeгХ

Х

бХ

Х Х єХ

Х

m f

(

H

)

Х

в

Х

Х Х в

Х

Хшo

x

InTe.

4. Х

Х

є

Х

в

Х

ХюnTeХ

Х

Х Х

в

Х

-

Х

в

Х

Х(

ЮХ

гХ

Х

Х Х

Х

в

Х

Х шo

x

InTe (

x

0,1; 0,

жкЮХ

в

Х Х

Х

гХ

Х

в

Х шo

x

юnTeХ

Х

бХ

Х

в

Х

Х–

Х

в

Х

в

(4)

х

х InTeб

х

г г

1

бХ г г

1

бХ г гХ

1

бХ г гХ

2

1

г г

_,

Ч

б г

б кб кнее1 Ч

б

2

г г

_,

А

б илб еилне

-

1йзб

Х Х Х Х Х шoxInTe, Х

Х Х Х Х Х Х бХ Х Х Х -

-Х Х Х гХ бХ Х Х Х Х

-- Х Х Х Х Х Х бХ

Х Х Х гХ Х Х CoxюnTeХ Х Х в

Х Х Х бХ Х Х Х Х г

ю : Х бХ юnTeбХ бХ бХ бХ

г

Room Temperature Ferromagnetism in InTe Layered Semiconductor Crystals

Intercalated by Cobalt

V.B. Boledzyuk

36, Akademika Vernadskogo Bulv., 03680 Kyiv-142, Ukraine

The magnetic properties of CoxInTe layered crystals electrochemically intercalated with cobalt in con-stant gradient magnetic field and the morphology of the van der Waals surfaces of layers of these crystals were studied. It was established that impurity clusters consisting of cobalt nanoparticles are formed in the intercalates under investigation on the van der Waals planes in the interlayer space. It was revealed that at room temperature the investigated CoxInTe intercalates exhibit magnetic properties characteristic for magnetically hard ferromagnetic materials.

Keywords: Layered crystals, InTe, Intercalation, Ferromagnetism, Semiconductors, Cobalt.

І Е

1. V.G. Dmitriev, G.G. Gurzadyhan, D.N. Nikogosyan, Hand-book of Nonlinear Optical Crystals (Springer: Berlin: 1997).

2. C. KüblerбХRг Huber, S. TübelбХцг Leitenstorfer, Appl. Phys.

Lett.85 No 16, 3360 (2004).

3. G.V. LashkarevбХ гюг Dmitriev, M.V. Radchenko, P.E. Butorin, V.I. Sichkovskyi, Z.D. Kovalyuk, A.I. Beskrovny, 6th_{Conference on Nuclear and Particle} Phys-ics, art. no. 7, 29 (Luxor: Egypt: 2007).

4. Yu.I. Zhirko, Z.D. Kovalyuk, M.M. Pyrlya, V.B. Boledzyuk, Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Na-nomaterials, 325 (Springer: Netherlands: 2001).

5. Z.R. Kudrynskyi, Z.D. Kovalyuk, Tech. Phys.59 No 8, 1205 (2014).

6. V.M. Katerynchuk, Z.R. Kudrynskyi, Semiconductors 47

No 3, 345 (2013).

7. Z.R. Kudrynskyi, Z.D. Kovalyuk, V.M. Katerynchuk, V.V. Khomyak, I.G. Orletsky, V.V. Netyaga, Acta Phys. Pol.

A124 No 4, 720 (2013).

8. V.V. Slyn’koбХ цгьг Khandozhko, Z.D. Kovalyuk, V.E. Slyn’ko, A.V. Zaslonkin, M. Arciszewska, W. Dobrowolski, Phys. Rev. B 71, 245301 (2005).

9. X. Li, M. Lin, A.A. Puretzky, J.C. Idrobo, C. Ma, M. Chi, M. Yoon, C.M. Rouleau, I. Kravchenko, D.B. Geohegan, K. Xiao, Sci. Rep.4, 5497 (2014).

10.G.W. Mudd, S.A. Svatek, T. Ren, A. іatanèбХOг Makarovsky,

11.P. Hu, J. Zhang, M. Yoon, F. Wei, P. Tan, W. Zheng, J. Liu, X. Wang, J.C. Idrobo, D.B. Geohegan, K. Xiao, Nano

Re-search7 No 5, 694 (2014).

12.P. Dey, J. Paul, N. Glikin, Z.D. Kovalyuk, Z.R. Kudrynskyi, A.H. Romero, D. Karaiskaj, Phys. Rev. B 89 No 12, 125128 (2014).

13.A.K. Geim, I.V. Grigorieva, Nature499 No 7459, 419 (2013). 14.Intercalated Layered Materials (Ed. by F.A. LévyЮХ (щo

r-drecht: Reidel: 1979)

15.R. Shollhorn, Physica B99 No 1-4, 89 (1980).

16.Z.D. Kovalyuk, V.B. Boledzyuk, V.V. Shevchyk, V.M. Kaminskii, A.D. Shevchenko, Semiconductors46 No 8, 971 (2012).

17.A.P. Bakhtinov, V.B. Boledzyuk, Z.D. Kovalyuk, Z.R. Kudrynskyi, O.S. Lytvyn, A.D. Shevchenko, Phys.

Sol-id. State55 No 6, 1148 (2013).

18.V.B. Boledzyuk, Z.D. Kovalyuk, Z.R. Kudrynskyi, O.S. Litvin, A.D. Shevchenko, Tech. Phys. 59 No 10, 1462 (2014).

19.V.B. Boledzyuk, Z.D. Kovalyuk, M.N. Pyrlya, A.D. Shevchenko, Inorg. Mater. 50 No 10, 976 (2014).

20. . . , . . ,

( : : 1966) (D.M. Chizhikov, V.P. Schastlivyy, Tellur i telluridy (Moskva: Nauka: 1966)).

(5)

01027-5

23.M.M. Nassary, S.A. Hussein, A.E. Belal, H.A. El-Shalkh,

phys. status solidi a145 No 1, 151 (1994).

24.V.V. Shchennikov, K.V. Savchenko, S.V. Popova, Phys.

Sol-id State 42 No 6, 1036 (2000).

25.Landolt-Bornstei,. Numerical Data and Functional Rela-tionships in Science and Technology. V. 17, (Ed. by O. Madelung) (Berlin e.a.: Springer: 1983).

26.A.N. Titov, A.V. Kuranov, V.G. Pleschev,

27.Yu.M. Yarmoshenko, M.V. Yablonskikh, A.V. Postnikov, S. Plogmann, M. Neumann, A.V. Ezhov, E.Z. Kurmaev,

Phys. Rev. B63, 035106 (2001).

28.V.G. Pleshchev, A.N. Titov, S.G. Titova, Phys. Solid State45

No 3, 433 (2003).

29.G.V. Lashkarev, V.V. Slynko, Z.D. Kovalyuk, V.I. Sichkovskyi, M.V. Radchenko, P. Aleshkevych, R. Szymczak, W. Dobrowolski, R. Minikayev, Mater. Sci.

Eng. C27 No 5-8, 1052 (2007).

30. г бХ ( гпХ пХ