Anomalous Nernst effect of a ferromagnetic film on a semiconductor
Anomalous Nernst effect of a ferromagnetic film on a semiconductor
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半导体上铁磁薄膜的反常能斯特效应
DOI：
10.1063/5.0033683
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发表时间：
2020-12
影响因子：
4
通讯作者：
C. Surgers
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sihao Deng;R. Kraft;G. Fischer;C. Surgers
测量衬底上磁有序薄膜的反常能斯特效应经常受到不同热导率之间的失配和膜中未知温度梯度的阻碍。在这里，我们表明，铁磁薄膜沉积在半导体衬底上，半导体的能斯特效应可以作为一个内部参考，用于估计存在于膜和衬底的局部温度。半导体中的能斯特效应在高于200 K的温度区域中特别大，在该温度区域中半导体显示出电荷载流子浓度的强烈变化。作为一个例子，我们研究了在p型Ge（111）衬底上淀积的28 nm厚的Mn_5Ge_3C_（0.8）铁磁薄膜的反常能斯特效应，其温度梯度方向与薄膜平面平行或垂直。从额外的贡献所产生的能斯特效应的基板和理论比较，我们估计在基板和薄膜的温度梯度的两种配置，并确定薄膜的热电系数。
Measuring the anomalous Nernst effect of magnetically ordered thin films on substrates is often hampered by the mismatch between different thermal conductivities and the unknown temperature gradient in the film. Here, we demonstrate that for ferromagnetic films deposited on a semiconducting substrate, the Nernst effect of the semiconductor can serve as an internal reference for estimating the local temperatures present in the film and substrate. The Nernst effect in semiconductors is particularly large in the temperature region above 200 K where the semiconductor shows a strong change in the charge carrier concentration. As an example, we have studied the anomalous Nernst effect of 28 nm thick ferromagnetic Mn5Ge3C0.8 films deposited on p-type Ge(111) substrates with the temperature gradient oriented either parallel or perpendicular to the film plane. From the additional contribution of the Nernst effect arising from the substrate and comparison with theory, we estimate the temperature gradient in the substrate and thin film for both configurations and determine the thermoelectric coefficients of the film.
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