Colloidal nanocrystals of wurtzite Zn1-xCoxO (0 ≤ x ≤ 1): Models of spinodal decomposition in an oxide diluted magnetic semiconductor

Chemistry of Materials

Volumn 20, Issue 22, 2008, Pages 7107-7116

  White, Michael A ^a   Ochsenbein, Stefan T ^a   Gamelin, Daniel R ^a  

^a UNIVERSITY OF WASHINGTON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AS MODELS; BINARY OXIDES; CHARGETRANSFER INSULATORS; COLLOIDAL NANOCRYSTALS; DILUTED MAGNETIC SEMICONDUCTORS; ELECTRONIC ABSORPTIONS; END MEMBERS; FERROMAGNETIC ORDERINGS; MAGNETIC CIRCULAR DICHROISMS; NANOSCALE INCLUSIONS; O THIN FILMS; OPTICAL IDENTIFICATIONS; OPTICAL SPECTROSCOPIC; OPTICAL-; OXIDE DILUTED MAGNETIC SEMICONDUCTORS; WURTZITE;

COBALT; COBALT COMPOUNDS; CRYSTALS; DICHROISM; ELECTRIC CONDUCTIVITY; FERROMAGNETIC MATERIALS; FERROMAGNETISM; MAGNETIC MATERIALS; MAGNETIC SEMICONDUCTORS; NANOCRYSTALLINE ALLOYS; NANOCRYSTALS; OPTICAL PROPERTIES; SEMICONDUCTOR MATERIALS; SUPERPARAMAGNETISM; THICK FILMS; ZINC; ZINC OXIDE; ZINC SULFIDE;

SPINODAL DECOMPOSITION;

EID: 57649108368     PISSN: 08974756     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm802280g     Document Type: Article

References (98)

1. Liu, C.; Yun, F.; Morkoc, H. J. Mater. Sci. 2005, 16, 555-597.
2. Coey, J. M. D. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2006, 10, 83-92.
3. Archer, P. I.; Gamelin, D. R. In Magnetism in New Semiconducting and Insulating Oxides; Hong, N. H., Ed.; Transworld Research Network: Kerala, India, 2007.
4. Pan, F.; Song, C.; Liu, X. J.; Yang, Y. C.; Zeng, F. Mater. Sci. Eng. 2008, R62, 1-35.
5. Sato, K.; Katayama-Yoshida, H.; Dederichs, P. H. Jpn. J. Appl. Phys. 2005, 44, L948-L951.
6. Fukushima, T.; Sato, K.; Katayama-Yoshida, H.; Dederichs, P. H. Jpn. J. Appl. Phys. 2006, 45, L416-L418.
7. Kuroda, S.; Nishizawa, N.; Takita, K.; Mitome, M.; Bando, Y.; Osuch, K.; Dietl, T. Nat. Mater. 2007, 6, 440-446.
8. Dietl, T. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, 165204.
9. Sato, K.; Fukushima, T.; Katayama-Yoshida, H. Jpn. J. Appl. Phys 2007, 46, L682-L684.
10. Sreenivasan, M. G.; Teo, K. L.; Jalil, M. B. A.; Liew, T.; Chong, T. C.; Du, A. Y. IEEE Trans. Magn. 2006, 42, 2691-2693.
11. Dietl, T.; Andrearczyk, T.; Lipinska, A.; Kiecana, M.; Tay, M.; Wu, Y. Phys. Rev. B 2007, 76, 155312.
12. Sanyal, B.; Knut, R.; Grånäs, O.; Ǐuşan, D. M.; Karis, O.; Eriksson, O J. Appl. Phys. 2008, 103, 07D131.
13. Nayak, S. K.; Ogura, M.; Hucht, A.; Buschmann, S.; Akai, H.; Entel, P. Phys. Status Solidi A 2008, 205, 1839-1846.
14. Sun, Z.; Yan, W.; Zhang, G.; Oyanagi, H.; Wu, Z.; Liu, Q.; Wu, W.; Shi, T.; Pan, Z.; Xu, P.; Wei, S. Phys. Rev. B 2008, 77, 245208.
15. Risbud, A. S.; Snedeker, L. P.; Elcombe, M. M.; Cheetham, A. K.; Seshadri, R. Chem. Mater. 2005, 17, 834-838.
16. Seo, W. S.; Shim, J. H.; Oh, S. J.; Lee, E. K.; Hur, N. H.; Park, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6188-6189.
17. An, K.; Lee, N.; Park, J.; Kim, S. C.; Hwang, Y.; Park, J. G.; Kim, J. Y.; Park, J. H.; Han, M. J.; Yu, J. J.; Hyeon, T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9753-9760.
18. Alaria, J.; Cheval, N.; Rode, K.; Venkatesan, M.; Coey, J. M. D. J. Phys. D: Appl. Phys. 2008, 41, 135004.
19. Kodama, R. H. J. Magn. Magn. Mater. 1999, 200, 359-372.
20. Winkler, E.; Zysler, R. D.; Mansilla, M. V.; Fiorani, D. Phys. Rev. B 2005, 72, 132409.
21. Richardson, J. T.; Yiagas, D. I.; Turk, B.; Forster, K.; Twigg, M. V. J. Appl. Phys. 1991, 70, 6911-6982.
22. Radovanovic, P. V.; Norberg, N. S.; McNally, K. E.; Gamelin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 15192-15193.
23. Schwartz, D. A.; Norberg, N. S.; Nguyen, Q. P.; Parker, J. M.; Gamelin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13205-13218.
24. Lommens, P.; Smet, P. F.; de Mello Donegá, C.; Meijerink, A.; Piraux, L.; Michotte, S.; Mátéfi-Tempfli, S.; Poelman, D.; Hens, Z. J. Lumin. 2006, 118, 245-250.
25. Liu, W. K.; Whitaker, K. M.; Kittilstved, K. R.; Gamelin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3910-3911.
26. Clavel, G.; Willinger, M.-G.; Zitoun, D.; Pinna, N. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3159-3169.
27. Volbers, N.; Zhou, H.; Knies, C.; Pfisterer, D.; Sann, J.; Hofmann, D. M.; Meyer, B. K. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2007, 88, 153-155.
28. Lommens, P.; Lambert, K.; Loncke, F.; Muynck, D. D.; Balkan, T.; Vanhaecke, F.; Vrielinck, H.; Callens, F.; Hens, Z. Chem. Phys. Chem. 2008, 9, 484-491.
29. Pereira, A. S.; Ankiewicz, A. O.; Gehlhoff, W.; Hoffmann, A.; Pereira, S.; Trindade, T.; Grundmann, M.; Carmo, M. C.; Sobolev, N. A. J. Appl. Phys. 2008, 103, 07D140.
30. Redman, M. J.; Steward, E. G. Nature 1962, 193, 867.
31. Han, M. J.; Yu, J. J. Korean Phys. Soc. 2006, 48, 1496-1500.
32. Archer, T.; Hanafin, R.; Sanvito, S. Phys. Rev. B 2008, 78, 014431.
33. Li, Y.; Afzaal, M.; O'Brien, P. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2175-2180.
34. Piepho, S. B.; Schatz, P. N. Group Theory in Spectroscopy with Applications to Magnetic Circular Dichroism, Wiley, New York, U.S.A., 1983.
35. Liu, J. F.; Yin, S.; Wu, H. P.; Zeng, Y. W.; Hu, X. R.; Wang, Y. W.; Lv, G. L.; Jiang, J. Z. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 21588-21592.
36. Lide, D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics; CRC Press/Taylor and Francis: Boca Raton, FL, 2007; p 1008.
37. West, A. R. Solid State Chemistry; Wiley: Chichester, 1992.
38. Yokoyama, M.; Yamaguchi, H.; Ogawa, T.; Tanaka, M. J. Appl. Phys. 2005, 97, 10D317.
39. Sato, K.; Katayama-Yoshida, H.; Dederichs, P. H. Jpn. J. Appl. Phys. 2005, 44, L948-L951.
40. Sati, P.; Deparis, C.; Morhain, C.; Schäfer, S.; Stepanov, A. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 137204.
41. Kim, J. H.; Kim, H.; Kim, D.; Yoon, S. G.; Choo, W. K. Solid State Comm. 2004, 131, 611-680.
42. Pemmaraju, C. D.; Hanafin, R.; Archer, T.; Braun, H. B.; Sanvito, S. Phys. Rev. B 2008, 78, 054428
43. Koidl, P. Phys. Rev. B 1977, 15, 2493-2499.
44. Brumage, W. H.; Dorman, C. F.; Quade, C. R. Phys. Rev. B 2001, 63, 104411.
45. Shapira, Y.; Foner, S.; Ridgley, D. H.; Dwight, K.; Wold, A. Phys. Rev. B. 1984, 30, 4021-4023.
46. Liu, J. F.; He, Y.; Chen, W.; Zhang, G. Q.; Zeng, Y. W.; Kikegawa, T.; Jiang, J. Z. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2-5.
47. Meyer, W.; Hock, D.; Biedermann, K.; Gubo, M.; Müller, S.; Hammer, L.; Heinz, K. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 016103.
48. Weakliem, H. A. J. Chem. Phys. 1962, 36, 2117-2140.
49. Ando, K.; Saito, H.; Jin, Z.; Fukumura, T.; Kawasaki, M.; Matsumoto, Y.; Koinuma, H. J. Appl. Phys. 2001, 89, 7284-7286.
50. Pacuski, W.; Ferrand, D.; Cibert, J.; Deparis, C.; Gaj, J. A.; Kossacki, P.; Morhain, C. Phys. Rev. B 2006, 73, 035214.
51. Liu, W.; Salley, G. M.; Gamelin, D. R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 14486-14495.
52. Kittilstved, K. R.; Liu, W. K.; Gamelin, D. R. Nat. Mater. 2006, 5, 291-297.
53. Ferguson, J.; Guggenheim, H. J.; Tanabe, Y. J. Phys. Soc. Jpn. 1966, 21, 692-704.
54. McClure, D. S. J. Chem. Phys. 1963, 39, 2850-2855.
55. Decurtins, S.; Güdel, H.-U. Inorg. Chem. 1982, 21, 3598-3606.
56. Schenker, R.; Weihe, H.; Güdel, H.-U.; Kersting, B. Inorg. Chem. 2001, 40, 3355-3362.
57. Tanabe, Y.; Sugano, S. J. Phys. Soc. Jpn. 1954, 9, 753-766.
58. Figgis, B. N.; Hitchman, M. A. Ligand Field Theory and its Applications; Wiley: New York, 2000.
59. Albertsson, J.; Abrahams, S. C.; Kvick, A. Acta Crystallogr. 1989, B45, 34-40.
60. Gardavský, J.; Werner, A.; Hochheimer, H. D. Phys. Rev. B 1981, 24, 4972-4976.
61. Kim, Y.-S.; Park, H.; Hyun, S.-C.; Jin, M.-S.; Park, G.-C.; Kim, C.-D.; Jang, K.; Choi, L-H.; Kim, W.-T. Phys. Status Solidi A 2006, 203, 2924-2928.
62. Santangelo, S. A.; Hinds, E. A.; Vlaskin, V. A.; Archer, P. I.; Gamelin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3973-3978.
63. Srivastava, G. P.; Martins, J. L.; Zunger, A. Phys. Rev. B 1985, 31, 2561-2564.
64. Robouch, B. V.; Kisiel, A.; Konior, J. J. Alloys. Compd. 2002, 339, 1-17.
65. Kittel, C. Introduction to Solid State Physics, 7th ed.; Wiley: New York, 1996.
66. Allen, J. W. In Magnetic Oxides; Craik, D. J., Ed.; John Wiley & Sons: London, 1975; Vol. 1, p 349.
67. Zaanen, J.; Sawatsky, G. A.; Allen, J. W. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 418-421.
68. van Elp, J.; Wieland, J. L.; Eskes, H.; Kuiper, P.; Sawatzky, G. A.; de Groot, F. M. F.; Turner, T. S. Phys. Rev. B 1991, 44, 6090-6103.
69. Pickett, W. E.; Erwin, S. C.; Ethridge, E. C. Phys. Rev. B 1998, 58, 1201-1209.
70. Lany, S.; Raebiger, H.; Zunger, A. Phys. Rev. B 2008, 77, 241201(R).
71. Kobayashi, M.; Ishida, Y.; Hwang, J. I.; Mizokawa, T.; Fujimori, A.; Mamiya, K.; Okamoto, J.; Takeda, Y.; Okane, T.; Saitoh, Y.; Muramatsu, Y.; Tanaka, A.; Saeki, H.; Tabata, H.; Kawai, T. Phys. Rev. B 2005, 72, 201201(R).
72. Schwartz, D. A.; Gamelin, D. R. Adv. Mater. 2004, 16, 2115-2119.
73. Walsh, A.; Silva, J. L. F. D.; Wei, S.-H. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 256401.
74. Kaspar, T. C.; Droubay, T.; Li, Y.; Heald, S. M.; Nachimuthu, P.; Wang, C. M.; Shutthanandan, V.; Johnson, C. A.; Gamelin, D. R.; Chambers, S. A. New J. Phys. 2008, 10, 055010.
75. Archer, P. I.; Gamelin, D. R. J. Appl. Phys. 2006, 99, 08M107.
76. Radovanovic, P. V.; Gamelin, D. R. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 157202.
77. Bryan, J. D.; Heald, S. M.; Chambers, S. A.; Gamelin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11640-11647.
78. Hong, N. H.; Sakai, J.; Huong, N. T.; Poirot, N.; Ruyter, A. Phys. Rev. B 2005, 72, 045336.
79. Archer, P. I.; Radovanovic, P. V.; Heald, S. M.; Gamelin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14479-14487.
80. Kaspar, T. C.; Heald, S. M.; Wang, C. M.; Bryan, J. D.; Droubay, T.; Shutthanandan, V.; Thevuthasan, S.; McCready, D. E.; Kellock, A. J.; Gamelin, D. R.; Chambers, S. A. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 217203.
81. Khare, N.; Kappers, M. J.; Wei, M.; Blamire, M. G.; MacManus-Driscoll, J. L. Adv. Mater. 2006, 18, 1449-1452.
82. Kittilstved, K. R.; Schwartz, D. A.; Tuan, A. C.; Heald, S. M.; Chambers, S. A.; Gamelin, D. R. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 037203.
83. Kaspar, T. C.; Droubay, T.; Shutthanandan, V.; Heald, S. M.; Wang, C. M.; McCready, D. E.; Thevuthasan, S.; Bryan, J. D.; Gamelin, D. R.; Kellock, A. J.; Toney, M. F.; Hong, X.; Ahn, C. H.; Chambers, S. A. Phys. Rev. B 2006, 73, 155327.
84. Wang, X.; Xu, J. B.; Ke, N.; Yu, J.; Wang, J.; Li, Q.; Ong, H. C.; Zhang, R. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 223108.
85. Hsu, H. S.; Huang, J. C. A.; Chen, S. F.; Liu, C. P. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 102506.
86. Liu, X. F.; Yu, R. H. J. Appl. Phys. 2007, 102, 083917.
87. Song, C.; Pan, S. N.; Liu, X. J.; Li, X. W.; Zeng, F.; Yan, W. S.; He, B.; Pan, F. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, 176229.
88. Liu, X. J.; Song, C.; Zeng, F.; Pan, F. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, 296208.
89. Kittilstved, K. R.; Norberg, N. S.; Gamelin, D. R. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 147209.
90. MacManus-Driscoll, J. L.; Khare, N.; Liu, Y.; Vickers, M. E. Adv. Mater. 2007, 19, 2925-2929.
91. Halliburton, L. E.; Giles, N. C.; Garces, N. Y.; Luo, M.; Xu, C.; Bai, L.; Boatner, L. A. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 172108.
92. Kaspar, T. C.; Droubay, T.; Heald, S. M.; Engelhard, M. H.; Nachimuthu, P.; Chambers, S. A. Phys. Rev. B 2008, 77, 201303(R)
93. Lee, J.; Hwang, J.-H.; Mashek, J. J.; Mason, T. O.; Miller, A. E.; Siegel, R. W. J. Mater. Res. 1995, 10, 2295-2300.
94. Jose, J.; Abdul Khadar, M. Mater. Sci. Eng. 2001, A304-306, 810-813.
95. Mackowski, S.; Gurung, T.; Nguyen, T. A.; Jackson, H. E.; Smith, L. M.; Karczewski, G.; Kossut, J. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3337-3339.
96. Bacher, G.; Schömig, H.; Scheibner, M.; Forchel, A.; Maksimov, A. A.; Chernenko, A. V.; Dorozhkin, P. S.; Kulakovskii, V. D.; Kennedy, T.; Reinecke, T. L. Physica E 2005, 26, 37-44.
97. Gemming, S.; Janisch, R.; Schreiber, M.; Spaldin, N. A. Phys. Rev. B 2007, 76, 045204.
98. Coey, J. M. D.; Wongsaprom, K.; Alaria, J.; Venkatesan, M. J. Phys. D: Appl. Phys. 2008, 41, 134012.