Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ pha tạp carbon lên cấu trúc của các màng Mn₅Ge ₃ được chế tạo trên đế Ge(111)

TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
48 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ PHA TẠP CARBON 
LÊN CẤU TRÚC CỦA CÁC MÀNG Mn5Ge3 
ĐƢỢC CHẾ TẠO TRÊN ĐẾ Ge(111) 
Lê Thị Giang1 
TÓM TẮT 
Bằng cách kết hợp các phép phân tích cấu trúc hiện đại từ nhiễu xạ điện tử 
phản xạ năng lượng cao (RHEED), Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao 
(HR-TEM) và giản đồ nhiễu xạ tia X (X-ray), nhóm nghiên cứu đã xác định được 
nồng độ carbon tối đa có thể pha tạp vào màng Mn5Ge3 mà không làm thay đổi cấu 
trúc của chúng là x = 0,6. Vượt quá nồng độ này, các màng sẽ thay đổi hoàn toàn 
cấu trúc và chuyển sang dạng đa tinh thể hay vô định hình tương ứng với nồng độ 
carbon x = 0,7 và 0,9. Nguyên nhân được cho là do carbon ở những nồng độ này đã 
vượt ngưỡng cho phép nên không thể kết hợp được vào các vị trí xen kẽ còn trống 
trong màng tinh thể dẫn tới carbon dư thừa phá hủy cấu trúc của màng. 
Từ khóa: Màng mỏng, Mn5Ge3, pha tạp carbon. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Công nghệ điện tử spin, thế hệ kế tiếp của công nghệ bán dẫn, sẽ đƣợc thúc đẩy 
phát triển một cách mạnh mẽ nếu tính chất sắt từ ở nhiệt độ phòng có thể đƣợc đƣa vào 
các thiết bị bán dẫn và các mạch tích hợp. Có hai phƣơng pháp đã đƣợc sử dụng để tiêm 
dòng spin phân cực vào các bán dẫn: sử dụng tiếp giáp không đồng nhất kim loại sắt từ 
/bán dẫn thông qua hàng rào điện môi hoặc hàng rào Schottky [1]; sử dụng bán dẫn pha 
loãng từ nhƣ một bộ điều chỉnh spin [2,3]. Với phƣơng pháp thứ nhất, vấn đề khó khăn 
gặp phải là không thể lắng đọng trực tiếp kim loại sắt từ lên các bán dẫn nền để tạo ra 
lớp tiếp giáp kim loại/bán dẫn. Phƣơng pháp thứ hai bị hạn chế bởi nhiệt độ chuyển pha 
thấp của các bán dẫn pha loãng từ (dƣới nhiệt độ phòng) [4]. 
Gần đây, một phƣơng án thay thế đã đƣợc đƣa ra, trong đó các hợp chất sắt từ 
nhƣ Fe3Si [5,6], Fe1.7Ge [7] hay Mn5Ge3 [8-13] đƣợc phát triển epitaxy trên đế Si và 
Ge và hoạt động nhƣ một tiêm spin. Trong số đó, duy nhất có hợp chất Mn5Ge3 là thể 
hiện tính sắt từ ở nhiệt độ phòng. Theo tính toán lý thuyết, Mn5Ge3 sẽ cho hiệu suất 
tiêm spin cao và có độ phân cực spin lên tới 42% [14]. Các màng mỏng Mn5Ge3 đã 
đƣợc chỉ ra là có thể phát triển một cách epitaxy trên đế Ge (111), cho phép tiêm trực 
tiếp dòng spin phân cực vào bán dẫn nhóm IV [9-11,13]. Đặc biệt là một số nghiên 
cứu đã chỉ ra rằng có thể làm tăng từ tính và độ phân cực spin của Mn5Ge3 bằng cách 
pha tạp một lƣợng nhỏ C [8,11,12] hoặc Fe [6,15]. 
1
 Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
49 
Nghiên cứu lý thuyết cho thấy, pha tạp một lƣợng nhỏ C sẽ làm tăng nhiệt độ 
chuyển pha của vật liệu do các nguyên tử C có bán kính nhỏ nên dễ dàng khuếch tán 
đến các vị trí trống trong mạng tinh thể. Một số nghiên cứu thực nghiệm ban đầu 
theo hƣớng này cũng đã đƣợc thực hiện nhƣng chƣa đƣa ra đƣợc nồng độ C pha tạp 
tối ƣu [2,16,17]. Để có thể đƣa vào trong các ứng dụng, vật liệu không chỉ cần có 
nhiệt độ chuyển pha cao mà còn phải giữ đƣợc cấu trúc ổn định vì quá trình chế tạo 
các thiết bị sẽ trải qua một số bƣớc ủ nhiệt. Chính vì vậy, trong nghiên cứu này chúng 
tôi thực hiện việc pha tạp C trong quá trình chế tạo các màng Mn5Ge3 và phân tích ảnh 
hƣởng của chúng lên cấu trúc của màng, với hy vọng đƣa ra đƣợc nồng độ C tối đa có 
thể pha tạp mà vẫn giữ đƣợc cấu trúc của pha Mn5Ge3. 
2. THỰC NGHIỆM 
Trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn chế tạo các mẫu Mn5Ge3Cx với hàm 
lƣợng C khác nhau (x = 0,2 ; 0,4; 0,6; 0,7 ; 0,9) bằng phƣơng pháp epitaxy chùm 
phân tử (MBE) trên đế Ge(111). Sở dĩ chúng tôi lựa chọn các nồng độ này bởi lẽ 
trong quá trình chế tạo, theo dõi trên màn hình RHEED bắt đầu từ nồng độ x = 0,6 
hình ảnh các sọc có dấu hiệu mờ đi nên ở mẫu sau chúng tôi đã lựa chọn chế tạo ở 
ngay nồng độ x = 0,7 để có thể thấy đƣợc sự chuyển biến rõ hơn về sự hình thành cấu 
trúc của các màng. Các mẫu đƣợc khảo sát cấu trúc bằng giản đồ nhiễu xạ tia X và 
kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Tính chất từ của các mẫu đƣợc khảo sát bởi hệ 
đo từ SQUID. Kết quả các phép đo sẽ đƣợc phân tích và tổng hợp để đƣa ra hàm 
lƣợng C pha tạp phù hợp nhằm ổn định tốt nhất các bán dẫn sắt từ Mn5Ge3. 
Lắng đọng epitaxy pha rắn (Solid Phase Epitaxy - SPE) là phƣơng pháp đƣợc sử 
dụng để chế tạo các mẫu trong nghiên cứu này. Các màng đƣợc chế tạo trong môi 
trƣờng chân không siêu cao ở nhiệt độ phòng, sau đó ủ nhiệt. Đối với hệ mẫu MnGe, kỹ 
thuật SPE cho thấy những ƣu điểm nổi bật đó là: kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và thời 
gian ủ nhiệt, xác định chính xác các pha cấu trúc đƣợc hình thành thông qua các kỹ 
thuật phân tích trong chân không siêu cao (RHEED). Quá trình ủ nhiệt không chỉ liên 
quan đến sự khuếch tán mà còn cả các bƣớc phản ứng tạo mầm và phản ứng hóa học để 
tạo ra các liên hóa học trong hợp chất. Việc lắng đọng các màng Mn5Ge3Cx đƣợc thực 
hiện trên một đế Ge (111) với bề mặt sạch. Trƣớc tiên chúng tôi cho lắng đọng một lớp 
đệm khoảng 40 nm nhằm tạo ra một bề mặt tốt nhất cho việc lắng đọng lớp màng. Tiếp 
theo chúng tôi cho lắng đọng đồng thời các nguyên tử Mn và C ở nhiệt độ phòng, sau 
đó ủ nhiệt ở 450 °C trong thời gian 10 đến 15 phút để kích hoạt sự khuếch tán giữa 
nguyên tử C, Mn và Ge. Các nguyên tử carbon có bán kính nguyên tử đủ nhỏ nên có 
nhiều khả năng kết hợp đƣợc vào màng epitaxy Mn5Ge3 thông qua quá trình phát triển 
này. Hàm lƣợng carbon đƣợc điều chỉnh sao cho giá trị x thay đổi trong khoảng từ 0,2 
đến 0,9. Việc tăng nhiệt độ đƣợc thực hiện theo các bƣớc 10˚C /phút để ngăn chặn sự 
khuếch tán nhanh chóng và đảm bảo độ kết tinh tốt của lớp màng. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
50 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
Cấu trúc của các màng Mn5Ge3Cx đƣợc xác định dựa vào việc phân tích các kết 
quả từ RHEED, TEM độ phân giải cao và giản độ nhiễu xạ tia X. Dựa vào kết quả thu 
đƣợc từ thực nghiệm, chúng tôi chia ra hai khoảng nồng độ carbon pha tạp đƣợc xác 
định theo chất lƣợng tinh thể của các màng: 0,1 < x ≤ 0,6 và 0,6 < x <0,9. 
3.1. Nồng độ C: x ≤ 0,6 
Nhƣ chúng ta đã biết, RHEED là kỹ thuật quan sát tại chỗ quá trình phát triển 
của các mẫu và đƣợc gắn vào bên trong thiết bị chế tạo epitaxy chùm phân tử (MBE). 
Các hình ảnh thu đƣợc trên màn hình của RHEED cho chúng ta biết thông tin về kiểu 
tăng trƣởng (2D, 3D hay hỗn hợp) và cấu trúc của các màng. Trong trƣờng hợp các 
màng có cùng kiểu tăng trƣởng và cùng cấu trúc tinh thể thì hình ảnh thu đƣợc từ 
RHEED là hoàn toàn nhƣ nhau. 
 Trong khoảng nồng độ này, quá trình làm thực nghiệm chúng tôi đã chế tạo các 
mẫu x = 0,2; 0,4 và 0,6. Tuy nhiên, kết quả quan sát hình ảnh RHEED trong quá trình 
thực nghiệm cho thấy, ở nồng độ x = 0,2; 0,4 và 0,6 các màng đều phát triển dạng 2D 
và vẫn giữ cấu trúc nhƣ của pha Mn5Ge3. Hơn nữa, mục tiêu của nghiên cứu này là 
tìm ra đƣợc nồng độ C pha tạp sao cho màng vẫn giữ đƣợc cấu trúc tinh thể dạng 
Mn5Ge3, nên trong phần này chúng tôi chỉ đƣa ra những kết quả của trƣờng hợp có 
nồng độ pha tạp carbon cao nhất tƣơng ứng với x = 0,6. 
Hình 1 biểu thị ảnh RHEED đặc trƣng quan sát đƣợc trong quá trình phát triển 
của màng Mn5Ge3Cx với x = 0,6. Hình ảnh RHEED theo hƣớng [11-2] xuất hiện các 
sọc 1/3 và 2/3 chính là đặc điểm của sự tái cấu trúc bề mặt kiểu (3×3)R30° của màng 
Mn5Ge3 xuất hiện sau khi đƣợc ủ ở nhiệt độ 450
oC. Ngoài ra, các phép đo khoảng 
cách giữa các sọc 1x1 cho thấy cùng một giá trị thu đƣợc đối với màng không chứa 
carbon Mn5Ge3. Kết quả này cho thấy rằng màng là đơn tinh thể và kết hợp hoàn hảo 
với đế, đồng thời cũng chứng minh rằng việc pha tạp carbon trong trƣờng hợp này 
không làm thay đổi nhiệt độ hình thành pha cấu trúc cũng nhƣ cấu trúc bề mặt và cả 
khu vực giao diện với đế Ge (111). Các sọc thể hiện trên RHEED với cƣờng độ, độ 
nét và độ dài rất rõ ràng cũng chỉ ra rằng bề mặt vẫn là 2D đến nồng độ x = 0,6. 
Hình 1. Ảnh RHEED chụp dọc theo hƣớng [11-2] 
(a) và hƣớng [1-10] (b) sau khi chế tạo màng Mn5Ge3C0,6 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
51 
Cấu trúc tinh thể của màng đƣợc hiển thị bằng hình ảnh TEM độ phân giải cao 
trong hình 2 cho thấy màng là đơn tinh thể với chất lƣợng rất tốt và giao diện thay đổi 
đột ngột ở quy mô nguyên tử, không có khuyết tật nào xuất hiện trong màng. Kết quả 
này phù hợp với các quan sát của RHEED, chỉ ra rằng sự phát triển của màng 
Mn5Ge3Cx với x ≤ 0,6 đƣợc kiểm soát hoàn hảo trên đế Ge (111). 
Hình 2. Ảnh TEM độ phân giải cao của màng Mn5Ge3C0,6 
Những kết quả trên đƣợc khẳng định lại bằng phép phân tích nhiễu xạ tia X. 
Hình 3 cho thấy sự so sánh phổ nhiễu xạ của lớp Mn5Ge3C0,6 với lớp không có carbon 
Mn5Ge3. Tính đơn tinh thể của màng đƣợc khẳng định bởi sự có mặt của các đỉnh 
Mn5Ge3 (002) và (004) chứng tỏ các màng có cùng cấu hình cấu trúc và hƣớng [001] 
vuông góc với mặt phẳng của màng. Hơn nữa, không cực đại nào khác xuất hiện cho 
thấy rằng carbon không làm thay đổi trạng thái ứng suất trong màng Mn5Ge3. Những 
đặc điểm cấu trúc này xác nhận rằng carbon kết hợp không gây ra bất kỳ biến dạng 
nào của các tham số mạng Mn5Ge3 cho tới nồng độ pha tạp x = 0,6. 
Hình 3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của màng Mn5Ge3C0,6 mọc trên đế Ge (111) 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
52 
3.2. Nồng độ C: x > 0,6 
Phân tích hình ảnh RHEED thu đƣợc khi chụp các màng Mn5Ge3C0,7 và 
Mn5Ge3C0,9 theo hƣớng [11-2] cho thấy, các sọc 1/3 và 2/3 trong hình 4a và 4b thể 
hiện sự tái cấu trúc bề mặt kiểu (3×3)R30° của màng Mn5Ge3 gần nhƣ không còn. Cả 
hình 4a và 4b đều chỉ bao gồm các đốm chứng tỏ bề mặt màng gồ ghề và màng đƣợc 
phát triển dạng 3D. Tuy nhiên, một số đốm trên hình 4a có hình dạng kéo dài trùng 
với các sọc 1/3 và 2/3 nên nhiều khả năng trong màng vẫn tồn tại các đám có cấu trúc 
của Mn5Ge3. Nhìn chung, đây chính là hình ảnh RHEED của một màng đa tinh thể. Ở 
hình 4b, các đốm sáng có cƣờng độ khá yếu và trên hình tồn tại các vòng đặc trƣng 
cho các cấu trúc vô định hình, vì vậy có thể dự đoán màng Mn5Ge3C0,9 là vô định hình 
và ở một vài vị trí vẫn tồn tại các đám tinh thể Mn5Ge3. 
Hình 4. Hình ảnh RHEED chụp dọc theo hƣớng [11-2] 
của màng Mn5Ge3Cx với x = 0,7 (a) và x = 0,9 (b) 
Ảnh chụp TEM theo mặt cắt ngang của 15nm màng Mn5Ge3C0,7 và Mn5Ge3C0,9 
thể hiện sự không đồng nhất trong cấu trúc của lớp màng. Trong màng Mn5Ge3C0,7 
xuất hiện các đám có chất lƣợng tinh thể tốt, tuy nhiên chỉ tồn tại cục bộ một vài vị trí. 
Cấu trúc của màng Mn5Ge3C0,9 qua quan sát trên hình 5a thể hiện dạng vô định hình. 
Có thể tồn tại các đám kết tinh nhƣng không quan sát đƣợc ở độ phân giải này của ảnh 
TEM. Nhƣ vậy, các kết quả này hoàn toàn phù hợp với những quan sát từ ảnh RHEED 
trên hình 4a và 4b. 
Hình 5. Ảnh TEM tổng quát của màng Mn5Ge3C0,7 (a) và của màng Mn5Ge3C0,9 (b). 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
53 
Theo nghiên cứu lý thuyết, khi pha tạp C vào màng Mn5Ge3 thì nguyên tử C với 
bán kính nhỏ hơn sẽ khuếch tán vào các vị trí xen kẽ giữa hai nguyên tử MnII trong mạng 
tinh thể [6,10]. Vì thế, sự thay đổi cấu trúc khi tăng nồng độ C có thể là do số các vị trí 
xen kẽ còn trống trong mạng tinh thể chỉ đủ cho một lƣợng C nhất định đi vào cấu trúc. 
Khi nồng độ C tăng lên thì lƣợng C dƣ thừa càng lớn và dẫn đến cấu trúc Mn5Ge3 bị phá 
vỡ. Một thông tin quan trọng khác mang lại từ ảnh chụp TEM đó là: giao diện giữa màng 
và đế gồ ghề, không rõ nét. So sánh hai hình 5a và 5b cho thấy, khi nồng độ pha tạp C 
càng tăng thì giao diện giữa màng và đế càng bị mở rộng. Nhƣ vậy, những khác biệt này 
cho thấy một sự thay đổi rõ ràng về mặt cấu trúc khi pha tạp C bắt đầu từ nồng độ x = 0,7. 
4. KẾT LUẬN 
Nhƣ vậy, tổng hợp các kết quả phân tích cấu trúc ở trên chúng ta có thể kết luận 
rằng: Việc pha tạp carbon đồng thời trong quá trình chế tạo màng Mn5Ge3 hoàn toàn có 
thực hiện đƣợc mà không làm thay đổi cấu trúc của màng với nồng độ carbon x = 0,6; 
Khi nồng độ carbon pha tạp vƣợt qua giá trị này, cấu trúc của màng bị thay đổi, không 
còn là đơn tinh thể Mn5Ge3 mà sẽ là đa tinh thể hoặc vô định hình. Việc đƣa ra đƣợc 
nồng độ pha tạp carbon tối ƣu nhất để vừa có thể làm tăng nhiệt độ chuyển pha và lại 
vẫn giữ đƣợc cấu trúc dạng đơn tinh thể Mn5Ge3 của màng cần phải có thêm các kết 
quả đo tính chất từ của các màng. Đây sẽ là nghiên cứu tiếp thheo của chúng tôi. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] C. Timm (2003), Disorder effects in diluted magnetic semiconductors, Journal 
of Physics: Condensed Matter, 15, R1865. 
[2] O.M.J. van’t Erve, G. Kioseoglou, A.T.Hanbicki, C.H. Li, B.T. Jonker, 
R.Mallory,M. Yasar, A. Petrou (2004), Comparison of Fe/Schottky and Fe/Al 2 
O 3 tunnel barrier contacts electrical spin injection into GaAs, Applied Physics 
Letters, 84 4334. 
[3] Y.D.Park, A.T.Hanbicki, S.C.Erwin, C.S.Hellberg, J.M.Sullivan, J.E.Mattson, 
T.F. Ambrose, A. Wilson, G. Spanos, B.T. Jonker (2002), A group-IV 
ferromagnetic semiconductor: MnxGe 1- x, Science 295-651. 
[4] Y. Ando, K. Hamaya, K. Kasahara, Y. Kishi, K. Ueda, K. Sawano, T. Sadoh, 
M.Miyao (2009), Electrical injection and detection of spin-polarized electrons in 
silicon through an Schottky tunnel barrier, Applied Physics Letters, 94, 182105. 
[5] K. Hamaya, K. Ueda, Y. Kishi, Y. Ando, T. Sadoh, M. Miyao (2008), Epitaxial 
ferromagnetic Fe 3 S ∕ Si(111) structures with high-quality heterointerfaces, 
Applied Physics Letters, 93, 132117. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
54 
[6] T.Y. Chen, C.L. Chien, C. Petrovic (2007), Enhanced Curie temperature and 
spin polarization in Mn 4 FeGe 3, Applied Physics Letters, 91, 142505. 
[7] R. Jaafar, Y. Nehme, D. Berling, J.L. Bubendorff, A. Mehdaoui, C. Pirri, 
G.Garreau, C. Uhlaq-Bouillet (2008), Room-temperature ferromagnetism in 
single crystal Fe 1.7 Ge thin films of high thermal stability grown on Ge(111), 
Applied Physics Letters, 93, 033114. 
[8] C. Sürgers, K. Potzger, T. Strache, W. Möller, G. Fischer, N. Joshi, 
H.v.Löhneysen (2008), Magnetic order by C-ion implantation into and its lateral 
modification, Applied Physics Letters, 93, 062503. 
[9] C. Zeng, S.C. Erwin, L.C. Feldman, A.P. Li, R. Jin, Y. Song, J.R. Thompson, 
H.H.Weitering (2003), Epitaxial ferromagnetic Mn 5 Ge 3 on Ge(111), Applied 
Physics Letters, 83, 5002. 
[10] C. Zeng, W. Zhu, S.C. Erwin, Z. Zhang, H.H. Weitering (2004), Initial stages of 
Mn adsorption on Ge (111), Physical Review B, 70, 205340. 
[11] C-E Dutoit, V O Dolocan, M Kuzmin, L Michez, M Petit, V Le Thanh, B 
Pigeau and S Bertaina (2016), Mn5Ge3C0.6/Ge(111) Schottky contacts tuned by 
an n-type ultra-shallow doping layer", Journal of Physics D: Applied 
Physics 49 - 4. 
[12] I. Slipukhina, E. Arras, Ph. Mavropoulos, P. Pochet (2009), Simulation of the 
enhanced Curie temperature in Mn 5 Ge 3 C x compounds, Applied Physics 
Letters, 94, 192505. 
[13] S. Olive-mendez, A. Spiesser, L.A. Michez, V. Le Thanh, A. Glachant, J. 
Derrien, T. Devillers, A. Barski, M. Jamet (2008), Epitaxial growth of 
Mn5Ge3/Ge (111) heterostructures for spin injection, Thin Solid Films, 517191. 
[14] Sion F. Olive-Méndez, Ricardo López Antón, Jesús L. A. Ponce-Ruiz and José 
T. Holguín-Momaca (2018), High anisotropy on epitaxial C-doped 
Mn5Ge3 thin films grown on Ge(001), Apply Physics Letter, 113, 112408. 
[15] A. Stroppa, G. Kresse, A. Continenza (2008), Spin polarization tuning in Mn 5-
x Fe x Ge 3, Applied Physics Letters, 93 092502. 
[16] A. Spiesser, I. Slipukhina, M.-T. Dau, E. Arras, V. Le Thanh, L. Michez, 
P.Pochet, H. Saito, S. Yuasa, M. Jamet, and J. Derrien (2011), Control of 
magnetic properties of epitaxial Mn5Ge3Cx films induced by carbon doping, 
Physical Review B, 84, 165203 
[17] Minh-Tuan Dau, Vinh Le Thanh, Lisa A Michez, Matthieu Petit, Thi-Giang Le, 
Omar Abbes, Aurelie Spiesser, Alain Ranguis (2012), An unusual phenomenon 
of surface reaction observed during Ge overgrowth on Mn5Ge3/Ge(111) 
heterostructures, New Journal of Physics, 14, 103020. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
55 
STUDY THE EFFECTS OF CARBON CONCENTRATION 
ON STRUCTURAL PROPERTIES OF Mn5Ge3 
THIN FILMS GROWN ON Ge(111) 
Le Thi Giang 
ABSTRACT 
By combining the results from the structural analysis of Reflection High Enegy 
Electronic Diffraction, High resolution-transmission electron microscopy (HR-TEM) 
and X-Ray Diffraction, the maximum concentration of carbon which can be doped 
into Mn5Ge3 films without changing their structure has been determined to be x= 0.6. 
Exceeding this concentration, the films structure turns into polycrystalline or 
amorphous corresponding to carbon concentrations x = 0.7 and 0.9. These change 
due to the fact that C at these concentrations has exceeded the permissible threshold, 
leading to excess C destroying the film structure. 
Keyword: Thin films, Mn5Ge3, carbon concentration. 
* Ngày nộp bài: 29/11/2019; Ngày gửi phản biện: 5/12/2019; Ngày duyệt đăng: 28/10/2020 
* Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được thực hiện bởi kinh phí thuộc đề tài cấp cơ sở của 
Trường Đại học Hồng Đức có mã số ĐT-2018-43. Chúng tôi in chân thành cảm ơn 
các đồng nghiệp thuộc nhóm nghiên cứu vật liệu không đồng nhất nền Si và Ge của 
GS. TSKH. Lê Thành Vinh tại Trung tâm liên ngành về khoa học nano Marseille, 
Cộng h a Pháp đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu này.