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Concept
Magnetic semiconductor
Résumé
Magnetic semiconductors are semiconductor materials that exhibit both ferromagnetism (or a similar response) and useful semiconductor properties. If implemented in devices, these materials could provide a new type of control of conduction. Whereas traditional electronics are based on control of charge carriers (n- or p-type), practical magnetic semiconductors would also allow control of quantum spin state (up or down). This would theoretically provide near-total spin polarization (as opposed to iron and other metals, which provide only ~50% polarization), which is an important property for spintronics applications, e.g. spin transistors.
While many traditional magnetic materials, such as magnetite, are also semiconductors (magnetite is a semimetal semiconductor with bandgap 0.14 eV), materials scientists generally predict that magnetic semiconductors will only find widespread use if they are similar to well-developed semiconductor materials. To that end, dilute magnetic semiconductors (DMS) have recently been a major focus of magnetic semiconductor research. These are based on traditional semiconductors, but are doped with transition metals instead of, or in addition to, electronically active elements. They are of interest because of their unique spintronics properties with possible technological applications. Doped wide band-gap metal oxides such as zinc oxide (ZnO) and titanium oxide (TiO2) are among the best candidates for industrial DMS due to their multifunctionality in opticomagnetic applications. In particular, ZnO-based DMS with properties such as transparency in visual region and piezoelectricity have generated huge interest among the scientific community as a strong candidate for the fabrication of spin transistors and spin-polarized light-emitting diodes, while copper doped TiO2 in the anatase phase of this material has further been predicted to exhibit favorable dilute magnetism.
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Oxyde de magnésium
L'oxyde de magnésium, communément appelé magnésie, a pour formule MgO et se présente sous la forme de poudre blanche très fortement basique absorbant l'eau et le dioxyde de carbone présents dans l'atmosphère. « Magnésie » vient de Magnesia (l'actuelle Manisa), une région de l'ancienne Anatolie où l'on trouvait beaucoup de sa forme naturelle la périclase, ce minéral étant là mélangé avec de la magnétite et ce mélange était vendu sous le vocable de « pierres de magnésia » ce qui se contracta en « magnésie » d'une part et donna son nom aux magnétites d'autre part afin de les distinguer.
Épitaxie
L'épitaxie est une technique de croissance orientée, l'un par rapport à l'autre, de deux cristaux possédant un certain nombre d'éléments de symétrie communs dans leurs réseaux cristallins. On distingue l'homo-épitaxie, qui consiste à faire croître un cristal sur un cristal de nature chimique identique, et l'hétéro-épitaxie, dans laquelle les deux cristaux sont de natures chimiques différentes. Étymologiquement, « épi » en grec signifie « sur » et « taxis », « arrangement ».
Dopage (semi-conducteur)
Dans le domaine des semi-conducteurs, le dopage est l'action d'ajouter des impuretés en petites quantités à une substance pure afin de modifier ses propriétés de conductivité. Les propriétés des semi-conducteurs sont en grande partie régies par la quantité de porteurs de charge qu'ils contiennent. Ces porteurs sont les électrons ou les trous. Le dopage d'un matériau consiste à introduire, dans sa matrice, des atomes d'un autre matériau. Ces atomes vont se substituer à certains atomes initiaux et ainsi introduire davantage d'électrons ou de trous.