磁性金属硅化物超薄膜中的厚度诱导金属－半导体转变机理研究

通过对电子自旋的量子调控，将对新一代自旋电子材料及自旋器件的研制和开发具有重要意义。自旋电子学目前最迫切解决的关键问题之一如何提高自旋从磁性金属到半导体的自旋注入效率。根据Schmidt等人的结果，磁性金属与半导体界面存在的非常大的晶格失配和电阻率失配是导致自旋难于有效注入到半导体中的主要障碍。磁性半导体由于有可能成为一种自旋注入源而得到广泛的研究。国内外绝大多数的研究都是通过在半导体中掺杂少量铁磁性的金属粒子来获得稀磁半导体导体。本项目计划在Si的表面上外延生长MnSi合金超薄膜，根据局域化标度理论，通过精确控制薄膜厚度来调控电子态，实现厚度诱导铁磁性金属转变为磁性半导体，深入研究厚度诱导金属－绝缘体转变的物理机制，解决磁输运关键问题， 获得同时具有铁磁性和半导体特性的磁性半导体超薄膜，为实现自旋注入提供指导。通过调控MnSi/Si界面的内应力，实现磁性半导体居里温度的提高。