半導體納米線異質結及其自旋注入

《半導體納米線異質結及其自旋注入》是依託南京大學，由楊紹光擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：半導體納米線異質結及其自旋注入
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊紹光
• 依託單位：南京大學

項目摘要

本項目結合半導體納米線和自旋注入兩個方面，以半導體納米線/稀磁半導體納米線異質結為材料基礎，開展自旋注入半導體的相關研究。從納米線、稀磁半導體納米線的製備出發，結合材料結構和物理性質的表徵結果，通過兩步法製備半導體納米線/稀磁半導體納米線異質結。根據對納米線異質結界面的研究，最佳化製備條件，製備外延納米線異質結。通過聚焦離子束和電子束刻蝕的方法，連線納米線異質結的輸運測量線路。通過研究磁電阻和發光偏振的效應，研究在不同條件下納米線異質結中自旋的注入。本研究將有助於加深對一維納米結構中自旋注入的認識，為自旋電子學器件及其微型化提供指導。

結題摘要

納米線和納米線異質結在器件微型化方面具有廣闊的套用前景，對納米線異質結的製備及其微結構的研究是當前重要的研究方向。本課題結合半導體材料和磁性材料，研究納米線和納米線異質結，為將來自旋注入器件的微型化提供基礎支持。在課題執行過程中取得了如下的系列研究結果。通過二次熱處理的方法以ZnS納米帶為基底外延生長了ZnS納米棒，形成了納米梳子結構。以ZnS納米帶為基礎，通過MOCVD方法，外延生長了ZnO納米顆粒，形成了ZnS/ZnO納米異質結。利用STXM研究了單根ZnS納米帶／ZnO納米棒異質結構的化學元素分布和電子結構譜，首次報導了沿ZnS／ZnO界面的納米尺度的吸收光譜，納米尺度近邊X射線吸收研究揭示了界面對納米系統的能帶的影響。獲得了半導體SnO2/ZnO納米線異質結，光致發光譜研究表明，納米異質結髮光存在紅移現象。製備了C-tube/Sn納米核殼異質結構。把Fe3O4生長在金屬銅基底上，並在Fe3O4基礎上生長了ZnO納米線，形成了Fe3O4/ZnO納米線異質結。發明了“熔融-注入-分解”法製備了多種氧化物納米線陣列。成功製備了稀釋磁性半導體Mn-CuO納米線陣列，納米線的居里點大約80K。成功製備了磁性半導體La2/3Sr1/3MnO3納米線陣列，納米線具有明確的磁性，其居里點大約在350K左右。通過軟X射線掃描透射顯微鏡，X射線吸收近邊結構譜和X射線激發發光譜等同步輻射技術，研究了ZnO/CdS納米異質結構的化學成像，電子結構及發光性質。發現異質結樣品呈現ZnO/CdS核殼納米結構，並證實了在氧化鋅和硫化鎘之間的部分界面上形成了硫化鋅。