《矽基鐵磁半導體材料製備、微結構和磁學性質研究》是依託復旦大學，由蔣最敏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：矽基鐵磁半導體材料製備、微結構和磁學性質研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔣最敏
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵磁半導體為自旋電子學的研究開闢了一個新天地，它使得人們可以從能帶工程的角度設計自旋電子學新型器件。然而，如何獲得真正意義下的或者較高居里溫度的鐵磁半導體材料仍是目前面臨的重大挑戰。由於成熟的Si積體電路技術，矽基鐵磁半導體的研究具有特別重要的地位。.項目著眼於材料製備過程探索和材料的新型結構設計，提出矽基鐵磁半導體材料製備、微結構和磁學性質研究。材料製備方法利用分子束外延技術。主要包括以下兩條途徑的探索。一條途徑基於的界面效應，製備MnSi超薄膜， MnSi/Si等超晶格薄膜。另一條途徑基於量子點的尺寸和量子限制效應，以及量子點之間的耦合效應，製備磁性量子點晶體。通過對這些材料的微結構、磁學性質研究，尋找材料微結構、生長工藝和過程與磁學特性三者之間的關係和規律。探索矽基鐵磁半導體磁有序的新機制和新型結構。為進一步認識鐵磁半導體磁有序機制，提供科學依據和初步的理論闡述。
結題摘要
鐵磁半導體為自旋電子學的研究開闢了一個新天地，它使得人們可以從能帶工程的角度設計自旋電子學新型器件。由於成熟的Si積體電路技術，矽基鐵磁半導體的研究具有特別重要的地位。項目著眼於材料製備過程探索和材料的新型結構設計，探索新型矽基鐵磁材料及其磁學特性。 圍繞矽基錳鍺鐵磁半導體材料的生長、微結構及磁學特性開展了以下三個方面的研究。（1）矽襯底上MnGe量子點的生長及生長條件對樣品鐵磁性的影響。結果表明具有鐵磁性的MnGe量子點只能在較窄的生長溫度視窗中獲得，生長溫度為450℃時量子點樣品鐵磁性信號最強。（2）組分、應變及Bδ摻雜對MnGe量子點樣品鐵磁性的影響。通過引入GeSi虛擬層來調節量子點中Ge/Si的比例及應變，同時作為空穴的量子阱層。實驗表明完全應變的SiGe虛擬層將導致量子點中壓應變和Ge組分的增加，這兩種效應均有利於樣品鐵磁性的增強。另外，Bδ摻雜對量子點鐵磁性增強不明顯。（3）有序Si-SiGe/MnGe核殼結構納米線陣列的製備及研究。結合微納加工和MBE生長技術，在矽襯底上製備出有序Si-SiGe/MnGe納米線陣列，並得到了居里溫度(240 K)較高的樣品，為之後自旋輸運相關工作提供了基礎。這些結果對矽基MnGe磁性半導體材料的製備、製備條件、微結構和磁學特性之間的關係及其規律提供了一些新的認識。 發表SCI論文14篇。會議論文10篇，其中國際學術會議邀請報告1篇，國內學術會議大會邀請報告2篇。培養研究生7名，其中4名取得博士學位，1名取得碩士學位。
