自旋电子器件相关稀释磁性氧化物铁磁性起源及应用基础研究

本项目以过渡金属掺杂半导体TiO2和高介电氧化物CeO2为研究对象，通过优化稀释磁性氧化物的生长条件，过渡金属离子掺杂和沉积后气氛热处理工艺控制材料的掺杂浓度、氧空位和缺陷浓度，建立磁性氧化物室温铁磁性及自旋输运特性与掺杂浓度和氧空位浓度之间的关系。理解氧空位和磁极化子的作用，探索磁性氧化物室温铁磁性的本征物理起源，达到控制和优化磁性氧化物室温铁磁性的目的。项目还将利用低温磁控溅射技术在Si和GaAs半导体衬底上制备高质量异质结和隧道结，实现在常温下直接从稀释磁性氧化物向半导体材料的自旋电子注入、输运和控制。这将检测氧化物的自旋极化效率，同时探索在新一代自旋电子功能器件应用的可能性。项目的研究成果将有望解决自旋电子器件研究中面临的几个基础问题 ，从而促进新一代自旋器件的实现和快速进入实际应用。