Abstract We correlate the structural, electrical, and magnetotransport properties of co-sputtered Mn2-xCo1+xAl full Heusler alloy thin films (0 ≤ x ≤ 1.75) in terms of Co/Mn concentration variation concerning the spin gapless semiconducting (SGS) behavior. The alloy thin films are found to stabilize in B2 order for near stoichiometric films, i.e. (x = 0 and x = 1), with the gradual change in the ordering and lattice parameter through Mn concentration variation. Magnetization measurements in Mn2-xCo1+xAl thin films reveal the ferromagnetic and ferrimagnetic character for x = 1.75, 1.5, 1.25 & 1, and x = 0, 0.5 & 0.75, respectively. The longitudinal resistivity measurement revealed that the films exhibit semiconducting behavior with a change in sign of the temperature coefficient of resistance with temperature. The anomalous Hall conductivity values for the Mn2-xCo1+xAl thin films are extracted from the Anomalous Hall effect (AHE) measurements. The non-saturating positive MR (linear in H) is being reported for the first time in the Mn2CoAl thin films. The value of the AHE coefficient and positive MR together serve as a piece of experimental evidence for the SGS character in the thin film. The SGS behavior becomes predominant at higher Mn concentration. Highly resistive thin films with ferromagnetic (ferrimagnetic) character in Co2MnAl (Mn2CoAl) could be beneficial for semiconductor spintronics, where we need a good resistive element to match up with Silicon base substrate.

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逆赫斯勒Mn2-Co1+Al (0≤x≤1.75)薄膜中的自旋无间隙半导体行为

摘要 我们将共溅射的 Mn2-xCo1+xAl 全赫斯勒合金薄膜 (0 ≤ x ≤ 1.75) 的结构、电学和磁输运特性与 Co/Mn 浓度变化相关，与自旋无间隙半导体 (SGS) 行为相关。发现合金薄膜对于接近化学计量的薄膜（即（x = 0 和 x = 1））稳定在 B2 级，通过 Mn 浓度变化，有序和晶格参数逐渐变化。Mn2-xCo1+xAl 薄膜的磁化测量结果分别揭示了 x = 1.75、1.5、1.25 和 1 和 x = 0、0.5 和 0.75 的铁磁和亚铁磁特性。纵向电阻率测量表明，薄膜表现出半导体特性，电阻温度系数的符号随温度变化。Mn2-xCo1+xAl 薄膜的异常霍尔电导率值是从异常霍尔效应 (AHE) 测量中提取的。在 Mn2CoAl 薄膜中首次报道了非饱和正 MR（在 H 中线性）。AHE 系数和正 MR 的值一起用作薄膜中 SGS 特性的实验证据。SGS 行为在较高的 Mn 浓度下变得占主导地位。在 Co2MnAl (Mn2CoAl) 中具有铁磁（亚铁磁）特性的高电阻薄膜可能有利于半导体自旋电子学，因为我们需要一个良好的电阻元件来与硅基底相匹配。在 Mn2CoAl 薄膜中首次报道了非饱和正 MR（在 H 中线性）。AHE 系数和正 MR 的值一起用作薄膜中 SGS 特性的实验证据。SGS 行为在较高的 Mn 浓度下变得占主导地位。在 Co2MnAl (Mn2CoAl) 中具有铁磁（亚铁磁）特性的高电阻薄膜可能有利于半导体自旋电子学，因为我们需要一个良好的电阻元件来与硅基底相匹配。在 Mn2CoAl 薄膜中首次报道了非饱和正 MR（在 H 中线性）。AHE 系数和正 MR 的值一起用作薄膜中 SGS 特性的实验证据。SGS 行为在较高的 Mn 浓度下变得占主导地位。在 Co2MnAl (Mn2CoAl) 中具有铁磁（亚铁磁）特性的高电阻薄膜可能有利于半导体自旋电子学，因为我们需要一个良好的电阻元件来与硅基底相匹配。