Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2018

06.12.2017

Thermal tuning of electrical and dielectric characteristics of Mn-doped Zn0.95Fe0.05O dilute magnetic semiconductors

verfasst von: Safeera Zaineb, Shahid Atiq, Asif Mahmood, Shahid M. Ramay, Saira Riaz, Shahzad Naseem

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 5/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Structural and hence the electrical properties of transition metal doped ZnO-based dilute magnetic semiconductors can effectively be tuned thermally for their potential utilization in high temperature modern day spintronic devices. In this work, we investigate the effect of Mn doping on structural and its consequent effects on the electrical characteristics of Zn0.95−xMnxFe0.05O (x = 0.00, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 and 0.05) synthesized using sol–gel auto-combustion. X-ray diffraction analysis indicated that the synthesized samples had the pure wurtzite-type hexagonal crystal structure. Average crystallite size as determined using Scherrer’s formula was decreased with the increase of Mn doping while the porosity was increased. Temperature dependent dielectric measurements revealed that dielectric constant and dielectric loss was increased by increasing the temperature for Mn-doped samples. The conductivity was also enhanced with increasing temperature due to the enhanced evolution of charge carriers between the grains. Temperature dependent impedance spectroscopy confirmed that resistance and reactance were inverse function of the temperature revealing negative temperature coefficient of resistance. Nyquist plot shows semi-circular behavior attributed to the grain boundary effect.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Z.J. Othman, A. Matoussi, F. Rossi, G. Salviati, Appl. Phys. A 117, 1515 (2014)CrossRef Z.J. Othman, A. Matoussi, F. Rossi, G. Salviati, Appl. Phys. A 117, 1515 (2014)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat A. Kurhekar, P.R. Apte, S. Duttagupta, Braz. J. Phys. 44, 665–672 (2014)CrossRef A. Kurhekar, P.R. Apte, S. Duttagupta, Braz. J. Phys. 44, 665–672 (2014)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat S.A. Ansari, A. Nisar, B. Fatma, W. Khan, A.H. Naqvi, Mater. Sci. Eng. B 177, 428–435 (2012)CrossRef S.A. Ansari, A. Nisar, B. Fatma, W. Khan, A.H. Naqvi, Mater. Sci. Eng. B 177, 428–435 (2012)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat V. Pazhanivelu, A.P.B. Selvadurai, Y. Zhao, R. Thiyagarajan, R. Murugaraj, Phys. B 481, 91 (2016)CrossRef V. Pazhanivelu, A.P.B. Selvadurai, Y. Zhao, R. Thiyagarajan, R. Murugaraj, Phys. B 481, 91 (2016)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat L. Agarwal, B.K. Singh, S. Tripathi, P. Chakrabarti, Thin Solid Films 612, 259–266 (2016)CrossRef L. Agarwal, B.K. Singh, S. Tripathi, P. Chakrabarti, Thin Solid Films 612, 259–266 (2016)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat J.F. Tang, Z.L. Tseng, L.C. Chen, S.Y. Chu, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 154, 18–22 (2016)CrossRef J.F. Tang, Z.L. Tseng, L.C. Chen, S.Y. Chu, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 154, 18–22 (2016)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M.D. Neumann, C. Cobet, N. Esser, B. Laumer, T.A. Wassner, M. Eickhoff, M. Feneberg, R. Goldhahn, J. Appl. Phys. 110, 013520 (2011)CrossRef M.D. Neumann, C. Cobet, N. Esser, B. Laumer, T.A. Wassner, M. Eickhoff, M. Feneberg, R. Goldhahn, J. Appl. Phys. 110, 013520 (2011)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Z.J. Othman, O. Hafef, A. Matoussi, F. Rossi, G. Salviati, Appl. Phys. A 121, 625–634 (2015)CrossRef Z.J. Othman, O. Hafef, A. Matoussi, F. Rossi, G. Salviati, Appl. Phys. A 121, 625–634 (2015)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Y.Q. Gao, J.H. Ma, Z.M. Huang, Y. Hou, J. Wu, J.H. Chu, Appl. Phys. A 98, 129–134 (2010)CrossRef Y.Q. Gao, J.H. Ma, Z.M. Huang, Y. Hou, J. Wu, J.H. Chu, Appl. Phys. A 98, 129–134 (2010)CrossRef
12.
13.
Zurück zum Zitat M.R.A. Cruz, N.H. Como, I. Mejia, G.O. Zarzosa, G.A.M. Castanon, M.A.Q. Lopez, J. Sol-Gel Sci. Technol. 79, 184–189 (2016)CrossRef M.R.A. Cruz, N.H. Como, I. Mejia, G.O. Zarzosa, G.A.M. Castanon, M.A.Q. Lopez, J. Sol-Gel Sci. Technol. 79, 184–189 (2016)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat V.D. Mote, Y. Purushotham, B.N. Dole, Mater. Des. 96, 99–105 (2016)CrossRef V.D. Mote, Y. Purushotham, B.N. Dole, Mater. Des. 96, 99–105 (2016)CrossRef
15.
17.
Zurück zum Zitat S. Yilmaz, M.S.P. Ozcanc, M. Altunbas, E.M. Glynnd, E. Bacaksiz, Appl. Surf. Sci. 257, 9293 (2011)CrossRef S. Yilmaz, M.S.P. Ozcanc, M. Altunbas, E.M. Glynnd, E. Bacaksiz, Appl. Surf. Sci. 257, 9293 (2011)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat N. Matsunami, M. Itoh, M. Kato, S.H.S. Kakiuchida, Appl. Surf. Sci. 350, 31 (2015)CrossRef N. Matsunami, M. Itoh, M. Kato, S.H.S. Kakiuchida, Appl. Surf. Sci. 350, 31 (2015)CrossRef
19.
20.
Zurück zum Zitat M.L. Dinesh, G.D. Prasanna, C.S. Naveen, H.S. Jayanna, Indian J. Phys. 87, 147–153 (2013)CrossRef M.L. Dinesh, G.D. Prasanna, C.S. Naveen, H.S. Jayanna, Indian J. Phys. 87, 147–153 (2013)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat T. Touam, F. Boudjouan, A. Chelouche, S. Khodja, M. Dehimi, D. Djouadi, J. Solard, A. Fischer, A. Boudrioua, Optik 126, 5548–5552 (2015)CrossRef T. Touam, F. Boudjouan, A. Chelouche, S. Khodja, M. Dehimi, D. Djouadi, J. Solard, A. Fischer, A. Boudrioua, Optik 126, 5548–5552 (2015)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat A.P. Rambu, V. Nica, M. Dobromir, Superlattices Microstruct. 59, 87 (2013)CrossRef A.P. Rambu, V. Nica, M. Dobromir, Superlattices Microstruct. 59, 87 (2013)CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat M.S. Shafiq, M. Furqan, S. Atiq, M. Saleem, S. Riaz, S. Naseem, J. Sol-Gel Sci. Technol. 79, 535–542 (2016)CrossRef M.S. Shafiq, M. Furqan, S. Atiq, M. Saleem, S. Riaz, S. Naseem, J. Sol-Gel Sci. Technol. 79, 535–542 (2016)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat B.D. Cuilty, Elements of X-Ray Diffraction, 2nd edn. (Addison Wesley, California, 1978), pp. 139–143 B.D. Cuilty, Elements of X-Ray Diffraction, 2nd edn. (Addison Wesley, California, 1978), pp. 139–143
26.
Zurück zum Zitat R. Sangheetha, S. Muthukumaran, M. Ashokkumar, Spectrochim. Acta A 144, 1–7 (2015)CrossRef R. Sangheetha, S. Muthukumaran, M. Ashokkumar, Spectrochim. Acta A 144, 1–7 (2015)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat M. Shaban, A.M. El Sayed, Mater. Sci. Semicon. Process. 39, 136–147 (2015)CrossRef M. Shaban, A.M. El Sayed, Mater. Sci. Semicon. Process. 39, 136–147 (2015)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat M.P. Reddy, X. Zhou, A. Yann, S. Du, Q. Huang, A. Mohamed, Superlattices Microstruct. 81, 233–242 (2015)CrossRef M.P. Reddy, X. Zhou, A. Yann, S. Du, Q. Huang, A. Mohamed, Superlattices Microstruct. 81, 233–242 (2015)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat J.K. West, L.L. Hench, Principles of Electronics Ceramics (Wiley, New York, 1990), p. 189 J.K. West, L.L. Hench, Principles of Electronics Ceramics (Wiley, New York, 1990), p. 189
31.
32.
Zurück zum Zitat K.P. Thummer, H.H. Joshi, R.G. Kulkarni, J. Mater. Sci. Lett. 18, 1529–1532 (1999)CrossRef K.P. Thummer, H.H. Joshi, R.G. Kulkarni, J. Mater. Sci. Lett. 18, 1529–1532 (1999)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S.A. Rahman, Egypt. J. Solids 29, 131–140 (2006) S.A. Rahman, Egypt. J. Solids 29, 131–140 (2006)
34.
Zurück zum Zitat I. Khan, S. Khan, W. Khan, Mater. Sci. Semicond. Process. 26, 516–526 (2014)CrossRef I. Khan, S. Khan, W. Khan, Mater. Sci. Semicond. Process. 26, 516–526 (2014)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat M. George, S.S. Nair, A.M. John, P.A. Joy, M.R. Anantharaman, J. Phys. D 39, 900–905 (2006)CrossRef M. George, S.S. Nair, A.M. John, P.A. Joy, M.R. Anantharaman, J. Phys. D 39, 900–905 (2006)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat A.K. Behera, N.K. Mohanty, S.K. Satpathy, B. Behera, P. Nayak, Cent. Eur. J. Phys. 12, 851 (2014) A.K. Behera, N.K. Mohanty, S.K. Satpathy, B. Behera, P. Nayak, Cent. Eur. J. Phys. 12, 851 (2014)
37.
Zurück zum Zitat T. Badapanda, S. Sarangi, B. Behera, S. Anwar, Curr. Appl. Phys. 14, 1192–1200 (2014)CrossRef T. Badapanda, S. Sarangi, B. Behera, S. Anwar, Curr. Appl. Phys. 14, 1192–1200 (2014)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat M.R. Syue, F.J. Wei, C.S. Chou, C.M. Fu, Thin Solid Films 519, 8303–8306 (2011)CrossRef M.R. Syue, F.J. Wei, C.S. Chou, C.M. Fu, Thin Solid Films 519, 8303–8306 (2011)CrossRef
Metadaten
Titel
Thermal tuning of electrical and dielectric characteristics of Mn-doped Zn0.95Fe0.05O dilute magnetic semiconductors
verfasst von
Safeera Zaineb
Shahid Atiq
Asif Mahmood
Shahid M. Ramay
Saira Riaz
Shahzad Naseem
Publikationsdatum
06.12.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 5/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-8334-z

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2018

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2018 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt