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Ferromagnetism in transparent thin films of MgO

dc.contributor.authorMartínez-Boubeta, C.
dc.contributor.authorBeltrán Fínez, Juan Ignacio
dc.contributor.authorBalcells, Ll.
dc.contributor.authorKonstantinović, Z.
dc.contributor.authorValencia, S.
dc.contributor.authorSchmitz, D.
dc.contributor.authorArbiol, J.
dc.contributor.authorEstrade, S.
dc.contributor.authorCornil, J.
dc.contributor.authorMartínez, B.
dc.date.accessioned2023-06-20T03:55:50Z
dc.date.available2023-06-20T03:55:50Z
dc.date.issued2010-07-08
dc.description© 2010 The American Physical Society. We gratefully acknowledge financial support from the Spanish MICINN Grant No. MAT2009-08024 and Consolider-Ingenio Program Grant No. CSD2007-00041. Z. Konstantinović and C. Martínez-Boubeta are supported through the Ramón y Cajal program. We also thank A. Cebollada and V. Martínez for the careful reading of the manuscript
dc.description.abstractWe show both theoretical and experimental evidences of the appearance of ferromagnetism in MgO thin films. First principles calculations allow predicting the possibility of the formation of a local moment in MgO, provided the existence of Mg vacancies which create holes on acceptor levels near the O 2p-dominated valence band. Magnetic measurements evidence of the existence of room-temperature ferromagnetism in MgO thin films. High-resolution transmission electron microscopy demonstrates the existence of cation vacancies in our samples. Finally, by applying the element specificity of the x-ray magnetic circular dichroism technique, we also demonstrate that the magnetic moments of the system arise from the spin polarization of the 2p electrons of oxygen atoms surrounding Mg vacancies.
dc.description.departmentDepto. de Estructura de la Materia, Física Térmica y Electrónica
dc.description.facultyFac. de Ciencias Físicas
dc.description.refereedTRUE
dc.description.sponsorshipMinisterio de Ciencia e Innovación (MICINN)
dc.description.sponsorshipConsolider-Ingenio Program
dc.description.sponsorshipRamón y Cajal program
dc.description.statuspub
dc.eprint.idhttps://eprints.ucm.es/id/eprint/31383
dc.identifier.doi10.1103/PhysRevB.82.024405
dc.identifier.issn1098-0121
dc.identifier.officialurlhttp://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.82.024405
dc.identifier.relatedurlhttp://journals.aps.org/
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14352/44684
dc.issue.number2
dc.journal.titlePhysical review B
dc.language.isoeng
dc.publisherAmerican Physical Society
dc.relation.projectIDMAT2009-08024
dc.relation.projectIDCSD2007-00041
dc.rights.accessRightsopen access
dc.subject.cdu537
dc.subject.keywordV-center
dc.subject.keywordCenters
dc.subject.keywordSurface
dc.subject.keywordSemiconductors
dc.subject.keywordStability
dc.subject.keywordVacancies
dc.subject.keywordDefects
dc.subject.keywordOxide
dc.subject.keywordTiO2.
dc.subject.ucmElectricidad
dc.subject.ucmElectrónica (Física)
dc.subject.unesco2202.03 Electricidad
dc.titleFerromagnetism in transparent thin films of MgO
dc.typejournal article
dc.volume.number82
dcterms.references1) T. Dietl, H. Ono, MRS Bull., 28, 714, 2003. 2) N. H. Hong, J. Sakai, N. Poirot, V. Brizé, Phys. Rev. B, 73, 132404, 2006. 3) A. K. Rumaiz, B. Ali, A. Ceylan, M. Boggs, T. Beebe, S. I. Shah, Solid State Commun., 144, 334, 2007. 4) VA. Sundaresan, R. Bhargavi, N. Rangarajan, U. Siddesh, C. N. R. Rao, Phys. Rev. B, 74, 161306(R), 2006. 5) M. Li, S. Ge, W. Qiao, L. Zhang, Y. Zuo, S. Yan, Appl. Phys. Lett., 94, 152511, 2009. 6) Y. Liu, Z. Lockman, A. Aziz, J. MacManus-Driscoll, J. Phys.: Condens. Matter, 20, 165201, 2008. 7) J. Červenka, M. I. Katsnelson, C. F. J. Flipse, Nat. Phys., 5, 840, 2009. 8) Z. H. Zhang, X. Wang, J. B. Xu, S. Müller, C. Ronning, Q. Li, Nat. Nanotechnol., 4, 523, 2009. 9) P. Larson, S. Satpathy, Phys. Rev. B, 76, 245205, 2007. 10) F. Gao, J. Hu, C. Yang, Y. Zheng, H. Qin, L. Sun, X. Kong, M. Jiang, Solid State Commun., 149, 855, 2009. 11) H. Peng, H. J. Xiang, S.-H. Wei, S.-S. Li, J.-B. Xia, J. Li, Phys. Rev. Lett., 102, 017201, 2009. 12) H. Ohno, Science, 281, 951, 1998. 13) A. Droghetti, C. D. Pemmaraju, S. Sanvito, Phys. Rev. B, 78, 140404(R), 2008. 14) P. Dev, Y. Xue, P. Zhang, Phys. Rev. Lett., 100, 117204, 2008. 15) J. A. Chan, S. Lany, A. Zunger, Phys. Rev. Lett., 103, 016404, 2009. 16) L. E. Halliburton, D. L. Cowan, W. B. J. Blake, J. E. Wertz, Phys. Rev. B, 8, 1610, 1973. 17) E. H. Izen, R. M. Mazo, J. C. Kemp, J. Phys. Chem. Solids, 34, 1431, 1973. 18) A. M. Ferrari, G. Pacchioni, J. Phys. Chem., 99, 17010, 1995. 19) M. Sawicki, D. Chiba, A. Korbecka, Y. Nishitani, J. A. Majewski, F. Matsukura, T. Dietl, H. Ohno, Nat. Phys., 6, 22, 2010. 20) K. P. McKenna, A. L. Shluger, Phys. Rev. B, 79, 224116, 2009. 21) K. Oumi, H. Matsumoto, K. Kashiwagi, Y. Murayama, Surf. Coat. Technol., 169-170, 562, 2003. 22) T. F. Dossin, M.-F. Reyniers, R. J. Berger, G. B. Marín, Appl. Catal. B, 67, 136, 2006. 23) Y. Chen, W. A. Sibley, F. D. Srygley, R. A. Weeks, E. B. Hensley, R. L. Kroes, J. Phys. Chem. Solids, 29, 863, 1968. 24) M. M. Freund, F. Freund, F. Batllo, Phys. Rev. Lett., 63, 2096, 1989. 25) H. S. Jung, J.-K. Lee, M. Nastasi, S.-W. Lee, J.-Y. Kim, J.-S. Park, K. S. Hong, H. Shin, Langmuir, 21, 10332, 2005. 26) T. Uchino, D. Okutsu, Phys. Rev. Lett., 101, 117401, 2008. 27) M. Bowen, V. Cross, F. Petroff, A. Fert, C. Martínez Boubeta, J. L. Costa-Krämer, J. V. Anguita, A. Cebollada, F. Briones, J. M. de Teresa, L. Morellón, R. Ibarra, F. Güell, F. Peirò, A. Cornet, Appl. Phys. Lett., 79, 1655, 2001. 28) A. Schmehl, V. Vaithyanathan, A. Herrnberger, S. Thiel, C. Richter, M. Liberati, T. Heeg, M. Röckerath, L. F. Kourkoutis, S. Mühlbauer, P. Böni, D. A. Muller, Y. Barash, J. Schubert, Y. Idzerda, J. Mannhart, D. G. Schlom, Nature Mater., 6, 882, 2007. 29) J. Goniakowski, C. Noguera, Phys. Rev. B, 60, 16120, 1999. 30) B. Gu, N. Bulut, T. Ziman, S. Maekawa, Phys. Rev. B, 79, 024407, 2009. 31) S. Gallego, J. I. Beltrán, J. Cerda, M. C. Muñoz, J. Phys.: Condens. Matter, 17, L451, 2005. 32) J. I. Beltrán, C. Monty, Ll. Balcells, C. Martínez-Boubeta, Solid State Commun., 149, 1654, 2009. 33) P. Ordejón, E. Artacho, J. M. Soler, Phys. Rev. B, 53, R10441, 1996. 34) J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 77, 3865, 1996. 35) I. S. Elfimov, S. Yunoki, G. A. Sawatzky, Phys. Rev. Lett., 89, 216403, 2002. 36) J. I. Beltrán, M. C. Muñoz, J. Hafner, New J. Phys., 10, 063031, 2008. 37) S. A. Chambers, T. T. Tran, T. A. Hileman, J. Mater. Res., 9, 2944, 1994. 38) D. Peterka, C. Tegenkamp, K.-M. Schröder, W. Ernst, H. Pfnür, Surf. Sci., 431, 146, 1999. 39) C. Martinez-Boubeta, Z. Konstantinović, Ll. Balcells, S. Estradé, J. Arbiol, A. Cebollada, B. Martínez, Cryst. Growth Des., 10, 1017, 2010. 40) J. Arbiol, S. Estradé, J. D. Prades, A. Cirera, F. Furtmayr, C. Stark, A. Laufer, M. Stutzmann, M. Eickhoff, M. H. Gass, A. L. Bleloch, F. Peiró, J. R. Morante, Nanotechnology, 20, 145704, 2009. 41) H. K. Yu, W.-K. Kim, J.-L. Lee, E. C. Park, J. S. Kim, J. H. Ryu, Jpn. J. Appl. Phys., 48, 076003, 2009. 42) R. González, M. A. Monge, J. E. Muñoz Santiuste, R. Pareja, Y. Chen, E. Kotomin, M. M. Kuklja, A. Popov, Phys. Rev. B, 59, 4786, 1999. 43) A. Nefedov, N. Akdogan, H. Zabel, R. I. Khaibullin, L. R. Tagirov, Appl. Phys. Lett., 89, 182509, 2006. 44) C. Sorg, N. Ponpandian, M. Bernien, K. Baberschke, H. Wende, R. Q. Wu, Phys. Rev. B, 73, 064409, 2006. 45) F. Wang, Z. Pang, L. Lin, S. Fang, Y. Dai, S. Han, Phys. Rev. B, 80, 144424, 2009. 46) G. Liu, S. Ji, L. Yin, G. Fei, C. Ye, J. Phys.: Condens. Matter, 22, 046002, 2010. 47) V. Pardo, W. E. Pickett, Phys. Rev. B, 78, 134427, 2008. 48) M. Stoneham, J. Phys.: Condens. Matter, 22, 074211, 2010. 49) S. R. Dunsiger, J. P. Carlo, T. Goko, G. Nieuenhuys, T. Prokscha, A. Suter, E. Morenzoni, D. Chiba, Y. Nishitani, T. Tanikawa, F. Matsukura, H. Ohno, J. Ohe, S. Maekawa, Y. J. Uemura, Nature Mater., 9, 299, 2010. 50) R. Stearrett, W. G. Wang, L. R. Shah, A. Gokce, J. Q. Xiao, E. R. Nowak, J. Appl. Phys., 107, 064502, 2010. 51) Y. F. Chiang, J. J. I. Wong, X. Tan, Y. Li, K. Pi, W. H. Wang, H. W. K. Tom, R. K. Kawakami, Phys. Rev. B, 79, 184410, 2009. 52) W. C. Las, T. G. Stoebe, Radiat. Prot. Dosim., 8, 45, 1984. 53) M. M. Abraham, Y. Chen, W. P. Unruh, Phys. Rev. B, 9, 1842, 1974. 54) A. Gibson, R. Haydock, J. P. LaFemina, Phys. Rev. B, 50, 2582, 1994. 55) G. Dearnaley, A. M. Stoneham, D. V. Morgan, Rep. Prog. Phys., 33, 1129, 1970. 56) P. Krzysteczko, G. Reiss, A. Thomas, Appl. Phys. Lett., 95, 112508, 2009.
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