SiC基稀磁半导体薄膜的制备、微结构和磁性研究

SiC具有带隙宽度大、电子迁移率高、化学稳定性好等优良特性，已应用于高温、高频、抗辐射和大功率器件领域,是一种优良的稀磁半导体材料。本项目拟采用激光分子束外延法，通过控制过渡金属元素的种类、浓度和生长条件制备系列掺杂SiC薄膜。运用扩展X光吸收精细结构谱、高分辨透射电子显微镜、软X射线磁性圆二色谱等表征手段系统地研究掺杂SiC薄膜中过渡金属的存在形式(替位、间隙、团簇和价态)，运用拉曼光谱测量掺杂引起的晶体无序和晶格缺陷。明确SiC稀磁半导体薄膜的掺杂原子的种类、浓度、存在形式、晶体缺陷、晶格无序与磁性质的关系。结合第一性原理计算揭示稀磁半导体的磁性来源，从实验研究和理论计算两方面探索居里温度和饱和磁矩的影响因素。为高居里温度(室温以上)、大饱和磁矩(>1 μB/磁性离子)均匀单相的SiC基稀磁半导体单晶薄膜的制备及其器件的实现提供实验和理论依据。