复合掺杂In2O3半导体的载流子浓度独立调控和磁性机理研究

作为一种具有丰富物理内涵和重要应用前景的信息功能材料，磁性氧化物半导体已成为自旋电子学这个新领域的研究热点。实现过渡族金属元素浓度和载流子浓度的独自调控对于研究氧化物半导体的磁性机理、探索获得高性能的磁性半导体有着重要的理论和实验意义。利用单一3d金属离子掺杂存在载流子浓度和掺杂元素浓度不可独立调节的问题，而空位浓度调控存在精确可控性不够和时效性等方面的问题，复合掺杂具有独立调节、稳定可控的特点。相对于过渡族金属元素的单一掺杂大量的研究和报导，目前复合掺杂研究工作和报道比较稀少。本研究选择集磁－光－电多种性能为一体的In2O3氧化物半导体为基，制备出载流子浓度、过渡族金属元素浓度独立可控的复合掺杂稀磁半导体。系统研究载流子浓度、过渡族金属元素浓度对样品电、磁性能的影响，研究复合掺杂氧化物半导体的磁性机制问题，探索具有高热力学稳定性、高居里温度、以及大磁距的氧化物半导体。