ZnO基稀磁半导体异质结构的制备与性质研究

利用低压MOCVD技术，通过V族和III族元素的掺杂，并结合共掺技术和ZnMgO合金制备技术，研制出组分与掺杂可控的高质量ZnO基单晶薄膜。开展不同掺杂类型ZnO基薄膜中Mn的掺杂研究，掌握载流子浓度和类型以及合金组分与材料磁性的关系，研究材料铁磁转变的居里温度和饱和磁化强度与制备工艺之间的关系，研制出居里温度高于300K的均匀单相的ZnO基稀磁半导体单晶材料。优化调节ZnO基材料中的Mg、Mn离子浓度和载流子浓度，研究ZnO基薄膜中的结构、应变、能带及光电性质与Mg、Mn组分及掺杂浓度之间的关系，制备出与ZnO基稀磁半导体材料晶格较匹配的非磁半导体合金材料。研制失配较小、界面较好的ZnO基DMS/NMS异质结构，研究材料电导率及异质界面对自旋注入的影响，开展ZnO基稀磁半导体的巨磁阻和新型的正磁阻效应的研究。本项研究对发展全新的短波长光电磁信息功能集成型的自旋电子器件具有重要意义。