Einfluss der Kohlenstoffdotierung auf die strukturellen und magnetischen Eigenschaften von Mn5Si3 und Mn5Ge3

•Christoph Sürgers, Martin Gajdzik, Hilbert v. Löhneysen, Marc T. Kelemen und Elmar Dormann
Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe

Der Einbau von Kohlenstoff in Mn5Si3 und Mn5Ge3 führt zu bemerkenswerten Änderungen der magnetischen Eigenschaften. Wir berichten zusammenfassend über die Untersuchungen zur Struktur und zum Magnetismus in Mn5Si3Cx- und Mn5Ge3Cx-Schichten, die durch Magnetronsputttern bei Substrattemperaturen von 600 - 800 K hergestellt wurden. Röntgenbeugungsmessungen und Röntgenabsorptionsspektroskopie zeigen, dass der Kohlenstoff vorzugsweise interstitiell in die Oktaederlücken der Mn-Oktaeder eingebaut wird. Ein Einfluss des Kohlenstoffs auf die mittlere Mn-Wertigkeit wird nicht beobachtet, wohl zeigt sich eine Änderung der Mn-Nahordnung. Die Magnetisierungsmessungen mit MOKE und SQUID zeigen für Mn5Si3Cx-Schichten eine starke Erhöhung der Übergangstemperatur mit steigendem x im Vergleich zu antiferromagnetischen Mn5Si3 (TN = 68 K). Die gleichzeitige Abnahme des magnetischen Moments mit x deutet in Verbindung mit den NMR-Messungen eine ferrimagnetische Ordnung in den kohlenstoffhaltigen Schichten an. Ähnliches Verhalten wird für Mn5Ge3Cx-Schichten beobachtet.