Surface ferromagnetic p-type ZnO nanowires through charge transfer doping

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 4, Issue 3, 2012, Pages 1365-1370

  Lee, Sung Hoon ^a   Kim, Jongseob ^a   Hong, Ki Ha ^b   Shin, Jaikwang ^a   Kim, Sungjin ^a   Kim, Kinam ^a  

^a Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)   (South Korea)

^b Hanbat National University   (South Korea)

Author keywords

nanowires; surface ferromagnetism; surface states; surface transfer doping; ZnO

Indexed keywords

CHARGE TRANSFER DOPING; DISSOCIATIVE ADSORPTION; FIRST-PRINCIPLES; FULLY SPIN-POLARIZED; HIGH POTENTIAL; KINETIC CONTROL; MOLECULAR ADSORPTION; NON-EQUILIBRIUM STEADY STATE; P TYPE ZNO; P-TYPE; ROOM TEMPERATURE; SURFACE TRANSFER DOPING; THEORETICAL INVESTIGATIONS; VALENCE-BAND MAXIMUMS; ZINC OXIDE (ZNO); ZNO; ZNO NANOSTRUCTURES; ZNO NANOWIRES;

ADSORPTION; CHARGE TRANSFER; FERROMAGNETISM; FLUORINE; NANOWIRES; SURFACE STATES;

ZINC OXIDE;

EID: 84859136006     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am201633x     Document Type: Article

References (59)

1. Sze, S. M.; Ng, K. K. Physics of Semiconductor Devices, 3 rd ed.; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2007.
2. Huang, M. H.; Mao, S.; Feick, H.; Yan, H.; Wu, Y.; Kind, H.; Weber, E.; Russo, R.; Yang, P. Science 2001, 292, 1897-1899
3. Wang, Z. L. Mater. Today 2004, 7, 26-33
4. Lu, W.; Lieber, C. M. Nat. Mater. 2007, 6, 841-850
5. Yang, P.; Yan, R.; Fardy, M. Nano Lett. 2010, 10, 1529-1536
6. Hong, K.-H.; Kim, J.; Lee, S.-H.; Shin, J. K. Nano Lett. 2008, 8, 1335-1340
7. Hong, K.-H.; Kim, J.; Lee, J. H.; Shin, J.; Chung, U.-I. Nano Lett. 2010, 10, 1671-1676
8. Ristein, J. Science 2006, 313, 1057-1058
9. Zhang, P.; Tevaarwerk, E.; Park, B.-N.; Savage, D. E.; Celler, G. K.; Knezevic, I.; Evans, P. G.; Eriksson, M. A.; Lagally, M. G. Nature 2006, 439, 703-706
10. Calzolari, A.; Ruini, A.; Catellani, A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5893-5899
11. Look, D. C. Mater. Sci. Eng., B 2001, 80, 383-387
12. Pearton, S. J.; Norton, D. P.; Ipa, K.; Heo, Y. W.; Steiner, T. Prog. Mater. Sci. 2005, 50, 293-340
13. Özgür, U.; Alivov, Y. I.; Liu, C.; Teke, A.; Reshchikov, M. A.; Doǧan, S.; Avrutin, V.; Cho., S.-J.; Morkoç, H. J. Appl. Phys. 2005, 98, 041301
14. Park, C. H.; Zhang, S. B.; Wei, S.-H. Phys. Rev. B 2002, 66, 073202
15. Tsukazaki, A.; Ohtomo, A.; Onuma, T.; Ohtani, M.; Makino, T.; Sumiya, M.; Ohtani, K.; Chichibu, S. F.; Fuke, S.; Segawa, Y.; Ohno, H.; Koinuma, H.; Kawasaki, M. Nat. Mater. 2005, 4, 42-46
16. Xiang, B.; Wang, P.; Zhang, X.; Dayeh, S. A.; Aplin, D. P. R; Soci, C.; Yu, D.; Wang, D. Nano Lett. 2007, 7, 323-328
17. Yuan, G. D.; Zhang, W. J.; Jie, J. S.; Fan, X.; J. A. Zapien, L. B. L.; Leung, Y. H.; Wang, P. F.; Lee, C. S.; Lee, S. T. Nano Lett. 2008, 8, 2591-2597
18. Janotti, A.; Van de Walle, C. G. Rep. Prog. Phys. 2009, 72, 126501
19. McCluskey, M. D.; Jokela, S. J. J. Appl. Phys. 2009, 106, 071101
20. Dietl, T.; Ohno, H.; Matsukura, F.; Cibert, J.; Ferrand, D. Science 2000, 287, 1019-1022
21. Sato, K.; Bergqvist, L.; Kudrnovský, J.; Dederichs, P. H.; Eriksson, O.; Turek, I.; Sanyal, B.; Bouzerar, G.; Katayama-Yoshida, H.; Dinh, V. A.; Fukushima, T.; Kizaki, H.; Zeller, R. Rev. Mod. Phys. 2010, 82, 1633-1690
22. Toyoda, M.; Akai, H.; Sato, K.; Katayama-Yoshida, H. Physica B 2006, 376, 647-650
23. Sharma, P.; Gupta, A.; Rao, K. V.; Owens, F. J.; Sharma, R.; Ahuja, R.; Guillen, J. M. O.; Johansso, B.; Gehring, G. A. Nat. Mater. 2003, 2, 673-677
24. Radovanovic, P. V.; Gamelin, D. R. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 157202
25. Kittilstved, K. R.; Liu, W. K.; Gamelin, D. R. Nat. Mater. 2006, 5, 291-297
26. Zhang, Z. H.; Wang, X.; Xu, J. B.; Muller, S.; Ronning, C.; Li, Q. Nature Nanotechnol 2009, 4, 523-527
27. Pan, F.; Song, C.; Liu, X.; Yang, Y.; Zeng, F. Mater. Sci. Eng., R 2008, 62, 1-35
28. Dietl, T. Nat. Mater. 2010, 9, 965-974
29. Sundaresan, A.; Bhargavi, R.; Rangarajan, N.; Siddesh, U.; Rao, C. N. R. Phys. Rev. B 2006, 74, 161306
30. Gao, D.; Zhang, Z.; Fu, J.; Xu, Y.; Qi, J.; Xue, D. J. Appl. Phys. 2009, 105, 113928
31. Yan, Z.; Ma, Y.; Wang, D.; Wang, J.; Gao, Z.; Wang, L.; Yu, P.; Song, T. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 081911
32. Podila, R.; Queen, W.; Nath, A.; Arantes, J. T.; Schoenhalz, A. L.; Fazzio, A.; Dalpian, G. M.; He, J.; Hwu, S. J.; Skove, M. J.; Rao, A. M. Nano Lett. 2010, 10, 1383-1386
33. Erwin, S. C.; Himpsel, F. J. Nat. Commun. 2010, 1, 58
34. Joo, J.; Chow, B. Y.; Prakash, M.; Boyden, E. S.; Jacobson, J. M. Nat. Mater. 2011, 10, 596-601
35. Meyer, B.; Marx, D. Phys. Rev. B 2003, 67, 035403
36. Spicer, W. E.; Chye, P. W.; Skeath, P. R.; Su, C. Y.; Lindau, I. J. Vac. Sci. Technol. 1979, 16, 1422-1433
37. Van de Walle, C. G.; Segev, D. J. Appl. Phys. 2007, 101, 081704
38. Strobel, P.; Riedel, M.; Ristein, J.; Ley, L. Nature 2004, 430, 439-441
39. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
40. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
41. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758-1775
42. Liechtenstein, A. I.; Anisimov, V. I.; Zaanen, J. Phys. Rev. B 1995, 52, R5467-R5470
43. Janotti, A.; Van de Walle, C. G. Nat. Mater. 2007, 6, 44-47
44. Singh, A. K.; Janotti, A.; Scheffler, M.; Van de Walle, C. G. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 055502
45. Björk, M. T.; Schmid, H.; Knoch, J.; Riel, H.; Riess, W. Nature Nanotechnol. 2009, 4, 103-107
46. Gao, X. P. A; Zheng, G.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2010, 10, 547-552
47. Richter, T.; Meijers, H. L. R.; Calarco, R.; Marso, M. Nano Lett. 2008, 8, 3056-3059
48. Hong, W.-K.; Sohn, J. I.; Hwang, D.-K.; Kwon, S.-S.; Jo, G.; Song, S.; Kim, S.-M.; Ko, H.-J.; Park, S.-J.; Welland, M. E.; Lee, T. Nano Lett. 2008, 8, 950-956
49. Maeng, J.; Park, W.; Choe, M.; Jo, G.; Kahng, Y. H.; Lee, T. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 123101
50. Ashcroft, N. W.; Mermin, N. D. Solid State Physics; Brooks/Cole: Stamford, CT, 1976
51. Stoner, E. C. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1938, 165, 372-414
52. Kenmochi, K.; Dinh, V. A.; Sato, K.; Yanase, A.; Katayama-Yoshida, H. J. Phys. Soc. Jpn. 2004, 73, 2952-2954
53. Kenmochi, K.; Seike, M.; Sato, K.; Yanase, A.; Katayama-Yoshida, H. Jpn. J. Appl. Phys. 2004, 43, L934-L936
54. Kenmochi, K.; Sato, K.; Yanase, A.; Katayama-Yoshida, H. Jpn. J. Appl. Phys. 2005, 44, L51-L53
55. Peng, H.; Xiang, H. J.; Wei, S.-H.; Li, S.-S.; Xia, J.-B.; Li, J. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 017201
56. Kim, H.-M.; Cho, Y.-H.; Lee, H.; Kim, S. I.; Ryu, S. R.; Kim, D. Y.; Kang, T. W.; Chung, K. S. Nano Lett. 2004, 4, 1059-1062
57. Tian, B.; Zheng, X.; Kempa, T. J.; Fang, Y.; Yu, N.; Yu, G.; Huang, J.; Lieber, C. M. Nature 2007, 449, 885-889
58. Dong, Y.; Tian, B.; Kempa, T. J.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2009, 9, 2183-2187
59. Žutić, I.; Fabian, J.; Das Sarma, S. Rev. Mod. Phys. 2004, 76, 323-410