过渡金属离子注入β-Ga 2 O 3 的磁性分析

发布时间：2024-06-15 02:14

　　稀磁半导体(Dilute Magnetic Semiconductors,DMSs)是一种优良的自旋电子学的后备材料,已成为当今微电子科学的热点。它有着半导体的能带结构,而且晶格常数也与基体半导体类似,不仅在制造器件时能够很好的和现有的半导体技术兼容,而且兼有磁性材料的特性。但是对其磁性研宄一直有一些难题没有攻克,例如制备居里温度高于室温的DMS,并对其铁磁耦合机制进行阐明。氧化镓(Ga₂O₃)一种III-V族宽禁带半导体材料,其禁带宽度为4.9 eV,其优异的导电性和发光性能长期以来一直引起关注。β-Ga₂O₃材料具有巨大的工业应用发展空间,如果能通过离子注入掺杂使其具备室温铁磁性,使其不但具有半导体的性质而且兼顾磁性材料的性质,将成为一种新型的稀磁半导体材料,Ga₂O₃基稀磁半导体材料的应用也将迎来一个全新的发展。离子注入技术可控性更高,整个注入过程,注入深度、离子浓度、能量选择、注入离子分布可以得到很好的控制,结合这些优势,可利用离子注入技术将过渡金...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 稀磁半导体的发展
        1.1.1 稀磁半导体简介
        1.1.2 典型稀磁半导体材料的发展史与研究现状
    1.2 Ga₂O₃半导体的性质和应用前景
        1.2.1 Ga₂O₃的结构和性质
        1.2.2 Ga₂O₃的应用前景
    1.3 Ga₂O₃基稀磁半导体的研究进展
    1.4 论文的结构及安排
第二章 过渡金属离子注入β-Ga₂O₃的制备方案和表征方法
    2.1 过渡金属离子注入β-Ga₂O₃实验方案
        2.1.1 Mn离子注入SRIM仿真及实验方案
        2.1.2 Cr离子注入SRIM仿真及实验方案
    2.2 离子注入技术
        2.2.1 离子注入机的原理
        2.2.2 离子注入技术的优势
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 X-射线衍射(XRD)
        2.3.2 拉曼光谱散射(Raman)
        2.3.3 超导量子干涉仪
        2.3.4 光致发光光谱(PL)
        2.3.5 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.6 二次离子质谱(SIMS)
    2.4 本章小结
第三章 锰离子注入Ga₂O₃稀磁半导体结构分析和磁性研究
    3.1 锰离子注入样品的材料分析
        3.1.1 拉曼测试分析
        3.1.2 TEM测试分析
        3.1.3 注入Mn离子的分布
    3.2 锰离子注入样品的磁性分析
    3.3 交换偏置效应
    3.4 实验结果分析
    3.5 本章小结
第四章 铬离子注入Ga₂O₃稀磁半导体结构分析和磁性研究
    4.1 铬离子注入样品的材料分析
        4.1.1 X-射线衍射测试分析
        4.1.2 拉曼测试分析
        4.1.3 光致发光光谱(PL)测试分析
    4.2 铬离子注入样品的磁性分析
    4.3 本章小结
第五章 总结
    5.1 本文工作总结
    5.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3994770