Ⅳ族铁磁性半导体材料的制备、结构和性能

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，磁性半导体已成为自旋电子学这个新领域的研究热点。考虑到目前研究的大多数磁性半导体在晶格结构上与目前微电子行业广泛应用的硅材料难以兼容，我们计划利用离子注入技术、激光分子束外延和高真空溅射技术制备以SiC、SiGe等Ⅳ族半导体材料为母体的铁磁性半导体。通过研究过渡族元素离子种类、浓度以及载流子类型、浓度对铁磁性半导体材料结构、电性和磁性的影响规律和机制，探索得到提高其居里温度的可能途径，并制备出具有高居里温度、高自旋极化率以及和Si材料高度兼容的新型铁磁性半导体。该铁磁性半导体和硅材料在晶格结构上匹配良好，可以利用现有的设备和工艺将其作为自旋载流子源与硅基的微电子器件进行集成，制成功能强大的自旋电子器件，因此本研究具有重要的研究价值和应用前景。通过对该材料体系深入的研究，可以为自旋电子学的进一步发展提供有价值的材料基础。