Ferromagnetic behaviour of Fe-doped ZnO nanograined films

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 4, Issue 1, 2013, Pages 361-369

  Straumal, Boris B ^a   Protasova, Svetlana G ^b,c   Mazilkin, Andrei A ^b,c   Tietze, Thomas ^c   Goering, Eberhard ^c   Schütz, Gisela ^c   Straumal, Petr B ^d,e   Baretzky, Brigitte ^a  

^a KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

^b INSTITUTE OF SOLID STATE PHYSICS   (Russian Federation)

^c MAX PLANCK INSTITUTE FOR INTELLIGENT SYSTEMS   (Germany)

^d NATIONAL UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY MISIS   (Russian Federation)

^e BAIKOV INSTITUTE OF METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE   (Russian Federation)

Author keywords

Fe; Ferromagnetism; Grain boundaries; ZnO

Indexed keywords

DENSE MATERIALS; EFFECTIVE GRAIN SIZE; EQUIAXIAL GRAINS; FERROMAGNETIC BEHAVIOUR; NANO-GRAINED THIN FILMS; SPECIFIC AREAS; WET CHEMISTRY; ZNO;

FERROMAGNETIC MATERIALS; FERROMAGNETISM; GRAIN BOUNDARIES; IRON; MAGNETIC PROPERTIES;

ZINC OXIDE;

EID: 84883702686     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.4.42     Document Type: Article

References (74)

1. Dietl, T.; Ohno, H.; Matsukura, F.; Cibert, J.; Ferrand, D. Science 2000, 287, 1019-1022. doi:10.1126/science.287.5455.1019
2. Sato, K.; Katayama-Yoshida, H. Semicond. Sci. Technol. 2002, 17, 367. doi:10.1088/0268-1242/17/4/309
3. Dietl, T. Nat. Mater. 2010, 9, 965-974. doi:10.1038/NMAT2898
4. Straumal, B. B.; Mazilkin, A. A.; Protasova, S. G.; Myatiev, A. A.; Straumal, P. B.; Baretzky, B. Acta Mater. 2008, 56, 6246-6256. doi:10.1016/j.actamat.2008.08.032
5. Straumal, B.; Baretzky, B.; Mazilkin, A.; Protasova, S.; Myatiev, A.; Straumal, P. J. Eur. Ceram. Soc. 2009, 29, 1963-1970. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2009.01.005
6. Straumal, B. B.; Mazilkin, A. A.; Protasova, S. G.; Myatiev, A. A.; Straumal, P. B.; Schütz, G.; van Aken, P. A.; Goering, E.; Baretzky, B. Phys. Rev. B 2009, 79, 205206. doi:10.1103/PhysRevB.79.205206
7. Karmakar, R.; Neogi, S. K.; Banerjee, A.; Bandyopadhyay, S. Appl. Surf. Sci. 2012, 263, 671-677. doi:10.1016/j.apsusc.2012.09.133
8. Hsu, C. Y. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 062416. doi:10.1063/1.4745845
9. Mohanty, P.; Mishra, N. C.; Choudhary, R. J.; Banerjee, A.; Shripathi, T.; Lalla, N. P.; Annapoorni, S.; Rath, C. J. Phys. D 2012, 45, 325301. doi:10.1088/0022-3727/45/32/325301
10. Zou, W. Q.; Ge, C. N.; Venkataiah, G.; Su, H. L.; Hsu, H. S.; Huang, J. C. A.; Liu, X. C.; Zhang, F. M.; Du, Y. W. J. Appl. Phys. 2012, 111, 113704. doi:10.1063/1.4720381
11. Burova, L. I.; Perov, N. S.; Semisalova, A. S.; Kulbachinskii, V. A.; Kytin, V. G.; Roddatis, V. V.; Vasiliev, A. L.; Kaul, A. R. Thin Solid Films 2012, 520, 4580-4585. doi:10.1016/j.tsf.2011.10.198
12. Chakrabarty, A.; Patterson, C. H. Phys. Rev. B 2011, 84, 054441. doi:10.1103/PhysRevB.84.054441
13. Liu, W.; Li, W.; Hu, Z.; Tang, Z.; Tang, X. J. Appl. Phys. 2011, 110, 013901. doi:10.1063/1.3601107
14. Potzger, K.; Osten, J.; Levin, A. A.; Shalimov, A.; Talut, G.; Reuther, H.; Arpaci, S.; Bürger, D.; Schmidt, H.; Nestler, T.; Meyer, D. C. J. Magn. Magn. Mater. 2011, 323, 1551-1562. doi:10.1016/j.jmmm.2011.01.018
15. Lin, M. N.; Hsu, H. S.; Lai, J. Y.; Guo, M. C.; Lin, C. Y.; Li, G. Y.; Chen, F. Y.; Huang, J. J.; Chen, S. F.; Liu, C. P.; Huang, J. C. A. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 212509. doi:10.1063/1.3593384
16. Zippel, J.; Lorenz, M.; Setzer, A.; Wagner, G.; Sobolev, N.; Esquinazi, P.; Grundmann, M. Phys. Rev. B 2010, 82, 125209. doi:10.1103/PhysRevB.82.125209
17. Straumal, B. B.; Protasova, S. G.; Mazilkin, A. A.; Myatiev, A. A.; Straumal, P. B.; Schütz, G.; Goering, E.; Baretzky, B. J. Appl. Phys. 2010, 108, 073923. doi:10.1063/1.3486044
18. Straumal, B. B.; Mazilkin, A. A.; Protasova, S. G.; Straumal, P. B.; Myatiev, A. A.; Schütz, G.; Goering, E.; Tietze, T.; Baretzky, B. Philos. Mag. 2013, 93, 1371-1383. doi:10.1080/14786435.2012.736693
19. Straumal, B.; Mazilkin, A.; Straumal, P.; Myatiev, A. Int. J. Nanomanuf. 2008, 2, 253-270. doi:10.1504/IJNM.2008.018948
20. Belghazi, Y.; Schmerber, G.; Colis, S.; Rehspringer, J. L.; Dinia, A.; Berrada, A. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 122504. doi:10.1063/1.2355462
21. Lábár, J. L. Microsc. Microanal. 2008, 14, 287-295. doi:10.1017/S1431927608080380
22. Shinagawa, T.; Izaki, M.; Inui, H.; Murase, K.; Awakura, Y. Phys. Status Solidi A 2006, 203, 2760-2764. doi:10.1002/pssa.200669600
23. Dorneles, L. S.; O'Mahony, D.; Fitzgerald, C. B.; McGee, F.; Venkatesan, M.; Stanca, I.; Lunney, J. G.; Coey, J. M. D. Appl. Surf. Sci. 2005, 248, 406-410. doi:10.1016/j.apsusc.2005.03.044
24. Liu, H.; Yang, J.; Zhang, Y.; Wang, Y.; Wei, M. Mater. Chem. Phys. 2008, 112, 1021-1023. doi:10.1016/j.matchemphys.2008.07.004
25. Feng, Q. J.; Shen, D. Z.; Zhang, J. Y.; Li, B. H.; Zhang, Z. Z.; Lu, Y. M.; Fan, X. W. Mater. Chem. Phys. 2008, 112, 1106-1109. doi:10.1016/j.matchemphys.2008.07.037
26. Tamura, T.; Ozaki, H. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 026009. doi:10.1088/0953-8984/21/2/026009
27. Zhang, B.; Li, Q. H.; Shi, L. Q.; Cheng, H. S.; Wang, J. Z. J. Vac. Sci. Technol., A 2008, 26, 1469-1473. doi:10.1116/1.2990855
28. Kumar, R.; Pratap Singh, A.; Thakur, P.; Chae, K. H.; Choi, W. K.; Angadi, B.; Kaushik, S. D.; Patnaik, S. J. Phys. D: Appl. Phys. 2008, 41, 155002. doi:10.1088/0022-3727/41/15/155002
29. Wei, Z.-R.; Li, Z.-Q.; Dong, G.-Y. J. Magn. Magn. Mater. 2008, 320, 916-918. doi:10.1016/j.jmmm.2007.09.017
30. Wang, Y. Q.; Yuan, S. L.; Liu, L.; Li, P.; Lan, X. X.; Tian, Z. M.; He, J. H.; Yin, S. Y. J. Magn. Magn. Mater. 2008, 320, 1423-1426. doi:10.1016/j.jmmm.2007.10.007
31. Seo, S.-Y.; Kwak, C.-H.; Lee, Y.-B.; Kim, S.-H.; Park, S.-H.; Han, S.-W. J. Korean Phys. Soc. 2008, 52, 805-809. doi:10.3938/jkps.52.805
32. Kimishima, Y.; Uehara, M.; Irie, K.; Ishihara, S.; Yamaguchi, T.; Saitoh, M.; Kimoto, K.; Matsui, Y. J. Magn. Magn. Mater. 2008, 320, e674-e677. doi:10.1016/j.jmmm.2008.04.025
33. Lee, H. Y.; Lee, J.; Na, G.; Nam, S.; Park, I.-H.; Park, J. H. J. Korean Phys. Soc. 2008, 52, 249-252. doi:10.3938/jkps.52.249
34. Xin, M.; Chen, Y.; Jia, C.; Zhang, X. Mater. Lett. 2008, 62, 2717-2720. doi:10.1016/j.matlet.2008.01.024
35. Jin, Z.; Fukumura, T.; Kawasaki, M.; Ando, K.; Saito, H.; Sekiguchi, T.; Yoo, Y. Z.; Murakami, M.; Matsumoto, Y.; Hasegawa, T.; Koinuma, H. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 3824-3826. doi:10.1063/1.1377856
36. Venkatesan, M.; Fitzgerald, C. B.; Lunney, J. G.; Coey, J. M. D. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 177206. doi:10.1103/PhysRevLett.93.177206
37. Zhang, H.-W.; Wei, Z.-R.; Li, Z.-Q.; Dong, G.-Y. Mater. Lett. 2007, 61, 3605-3607. doi:10.1016/j.matlet.2006.11.139
38. Wei, X. X.; Song, C.; Geng, K. W.; Zeng, F.; He, B.; Pan, F. J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, 7471-7479. doi:10.1088/0953-8984/18/31/037
39. Wang, X. C.; Mi, W. B.; Kuang, D. F. Appl. Surf. Sci. 2010, 256, 1930-1935. doi:10.1016/j.apsusc.2009.10.040
40. Wang, C.; Chen, Z.; He, Y.; Li, L.; Zhang, D. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 6881-6887. doi:10.1016/j.apsusc.2009.03.008
41. Kataoka, T.; Kobayashi, M.; Song, G. S.; Sakamoto, Y.; Fujimori, A.; Chang, F.-H.; Lin, H.-J.; Huang, D. J.; Chen, C. T.; Mandal, S. K.; Nath, T. K.; Karmakar, D.; Dasgupta, I. Jpn. J. Appl. Phys. 2009, 48, 04C200. doi:10.1143/JJAP.48.04C200
42. Liu, H.; Yang, J.; Zhang, Y.; Yang, L.; Wei, M.; Ding, X. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 145803. doi:10.1088/0953-8984/21/14/145803
43. Chen, X.; Zhou, Z.; Wang, K.; Fan, X.; Hu, S.; Wang, Y.; Huang, Y. Mater. Res. Bull. 2009, 44, 799-802. doi:10.1016/j.materresbull.2008.09.014
44. Karamat, S.; Ke, C.; Tan, T. L.; Zhou, W.; Lee, P.; Rawat, R. S. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 4814-4820. doi:10.1016/j.apsusc.2008.11.077
45. Hong, N. H.; Sakai, J.; Brizé, V. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, 036219. doi:10.1088/0953-8984/19/3/036219
46. Mandal, S. K.; Das, A. K.; Nath, T. K.; Karmakar, D. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 144105. doi:10.1063/1.2360176
47. Wu, P.; Saraf, G.; Lu, Y.; Hill, D. H.; Gateau, R.; Wielunski, L.; Bartynski, R. A.; Arena, D. A.; Dvorak, J.; Moodenbaugh, A.; Siegrist, T.; Raley, J. A.; Yeo, Y. K. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 012508. doi:10.1063/1.2213519
48. Kolesnik, S.; Dabrowski, B.; Mais, J. J. Appl. Phys. 2004, 95, 2582-2586. doi:10.1063/1.1644638
49. Blasco, J.; Bartolomé, F.; García, L. M.; García, J. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2282-2288. doi:10.1039/b518418e
50. Yoon, S. W.; Cho, S.-B.; We, S. C.; Yoon, S.; Suh, B. J.; Song, H. K.; Shin, Y. J. J. Appl. Phys. 2003, 93, 7879-7881. doi:10.1063/1.1556126
51. Hörlin, T.; Svensson, G.; Olsson, E. J. Mater. Chem. 1998, 8, 2465-2473. doi:10.1039/A805291C
52. Blasco, J.; Bartolomé, F.; García, L. M.; García, J. J. Magn. Magn. Mater. 2007, 316, e177-e180. doi:10.1016/j.jmmm.2007.02.080
53. Alaria, J.; Venkatesan, M.; Coey, J. M. D. J. Appl. Phys. 2008, 103, 07D123. doi:10.1063/1.2833840
54. Glaspell, G.; Dutta, P.; Manivannan, A. J. Cluster Sci. 2005, 16, 523-536. doi:10.1007/s10876-005-0024-y
55. Ahn, G. Y.; Park, S.-I.; Shim, I.-B.; Kim, C. S. J. Magn. Magn. Mater. 2004, 282, 166-169. doi:10.1016/j.jmmm.2004.04.039
56. Mandal, S. K.; Nath, T. K.; Karmakar, D. Philos. Mag. 2008, 88, 265-275. doi:10.1080/14786430701823205
57. Uum, Y. R.; Han, B. S.; Lee, H. M.; Hong, S. M.; Kim, G. M.; Rhee, C. K. Phys. Status Solidi C 2007, 4, 4408-4411. doi:10.1002/pssc.200777208
58. Han, S.-J.; Song, J. W.; Yang, C.-H.; Park, S. H.; Park, J.-H.; Jeong, Y. H.; Rhie, K. W. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 4212-4214. doi:10.1063/1.1525885
59. Mandal, S. K.; Nath, T. K.; Das, A. J. Appl. Phys. 2007, 101, 123920. doi:10.1063/1.2748614
60. Presmanes, L.; Capdeville, S.; Bonningue, C.; Datas, L.; Tailhades, P. Thin Solid Films 2007, 515, 6676-6681. doi:10.1016/j.tsf.2007.01.006
61. Kumar, S.; Kim, Y. J.; Koo, B. H.; Sharma, S. K.; Vargas, J. M.; Knobel, M.; Gautam, S.; Chae, K. H.; Kim, D. K.; Kim, Y. K.; Lee, C. G. J. Appl. Phys. 2009, 105, 07C520. doi:10.1063/1.3073933
62. Sharma, P. K.; Dutta, R. K.; Pandey, A. C.; Layek, S.; Verma, H. C. J. Magn. Magn. Mater. 2009, 321, 2587-2591. doi:10.1016/j.jmmm.2009.03.043
63. Zhao, R. B.; Hou, D. L.; Wei, Y. Y.; Zhou, Z. Z.; Pan, C. F.; Zhen, C. M.; Tang, G. D. Mod. Phys. Lett. B 2009, 23, 815-824. doi:10.1142/S0217984909019089
64. Lin, Y.; Jiang, D.; Lin, F.; Shi, W.; Ma, X. J. Alloys Compd. 2007, 436, 30-33. doi:10.1016/j.jallcom.2006.07.011
65. Karmakar, D.; Mandal, S. K.; Kadam, R. M.; Paulose, P. L.; Rajarajan, A. K.; Nath, T. K.; Das, A. K.; Dasgupta, I.; Das, G. P. Phys. Rev. B 2007, 75, 144404. doi:10.1103/PhysRevB.75.144404
66. Srivastava, A. K.; Deepa, M.; Bahadur, N.; Goyat, M. S. Mater. Chem. Phys. 2009, 114, 194-198. doi:10.1016/j.matchemphys.2008.09.005
67. Boubekri, R.; Beji, Z.; Elkabous, K.; Herbst, F.; Viau, G.; Ammar, S.; Fiévet, F.; von Bardeleben, H. J.; Mauger, A. Chem. Mater. 2009, 21, 843-855. doi:10.1021/cm802605u
68. Straumal, B.; Mazilkin, A.; Protasova, S.; Myatiev, A.; Straumal, P.; Goering, E.; Baretzky, B. Phys. Status Solidi B 2011, 248, 1581-1586. doi:10.1002/pssb.201001182
69. Straumal, B. B.; Mazilkin, A. A.; Protasova, S. G.; Myatiev, A. A.; Straumal, P. B.; Goering, E.; Baretzky, B. Thin Solid Films 2011, 520, 1192-1194. doi:10.1016/j.tsf.2011.04.154
70. Straumal, B. B.; Protasova, S. G.; Mazilkin, A. A.; Baretzky, B.; Myatiev, A. A.; Straumal, P. B.; Tietze, T.; Schütz, G.; Goering, E. Mater. Lett. 2012, 71, 21-24. doi:10.1016/j.matlet.2011.11.082
71. Straumal, B. B.; Myatiev, A. A.; Straumal, P. B.; Mazilkin, A. A.; Protasova, S. G.; Goering, E.; Baretzky, B. JETP Lett. 2010, 92, 396-400. doi:10.1134/S0021364010180074
72. Chang, L. S.; Rabkin, E.; Straumal, B. B.; Hofmann, S.; Baretzky, B.; Gust, W. Defect Diffus. Forum 1998, 156, 135-146. doi:10.4028/www.scientific.net/DDF.156.135
73. Chang, L.-S.; Rabkin, E.; Hoffmann, S.; Gust, W. Acta Mater. 1999, 47, 2951-2959. doi:10.1016/S1359-6454(99)00168-8
74. Straumal, B. B.; Mazilkin, A. A.; Protasova, S. G.; Dobatkin, S. V.; Rodin, A. O.; Baretzky, B.; Goll, D.; Schütz, G. Mater. Sci. Eng., A 2009, 503, 185-189. doi:10.1016/j.msea.2008.03.052