《碳化矽材料中缺陷誘導鐵磁性的研究》是依託北京化工大學，由李琳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：碳化矽材料中缺陷誘導鐵磁性的研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李琳
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
缺陷誘導的鐵磁性,不僅挑戰了人們對傳統鐵磁性的認識，而且表現出良好的自旋電子學套用前景。做為一種典型的寬禁帶半導體，SiC具有高熱傳導性和化學穩定性，同時可以較容易做到高質量的製備，因此是一種研究缺陷誘導鐵磁性的可靠材料。最近的研究表明，SiC單晶在經歷中子、惰性氣體離子轟擊或Al摻雜後表現出室溫鐵磁性。前期的工作確定了該鐵磁性來自VSi-VC雙空位。在該項目中，我們將成熟的離子束輻照技術套用於缺陷誘導鐵磁性這一新興的研究領域，提出採用不同能量的非磁性離子如H、O、N、Al對6H-SiC進行輻照，並結合高溫退火處理來研究：（1）周圍化學環境對鐵磁性的影響；（2）不同載流子環境下鐵磁性的變化以及載流子和局域磁矩間的耦合。本項目不僅推動對缺陷相關磁矩之間耦合機制的理解以及相關理論模型的建立，同時也為自旋電子學的發展提供一條新的思路。
結題摘要
SiC中缺陷誘導的鐵磁性來源被證實來自VSi-VC雙空位。在該項目中，我們在前期工作的基礎上，（1）採用不同能量的非磁性離子如H、O等對SiC單晶進行輻照，選取不同能量，不同劑量的離子產生不同的缺陷分布區域以及不同的化學環境，系統研究樣品鐵磁性的變化；（2）採用磁性離子Mn注入結合不同高溫退火條件，研究了載流子濃度等對鐵磁性變化的影響。我們發現了磁矩周圍化學環境、鐵磁性離子替位摻雜等對鐵磁性具有明顯的作用。我們的研究結果不僅提供了缺陷相關鐵磁性磁矩之間耦合機制的理解思路，同時也具有巨大的自旋電子學器件的套用前景。此外，在此基礎上，我們還探討了Si基稀磁半導體製備的可能性，成功實現了單晶Si中P型載流子的激活，通過最佳化條件，使得載流子濃度達到了成熟稀磁半導體的水平；以及實現了離子輻照精確調控GaMnAs材料的居里溫度，並討論了其費米能級附近的能帶結構。
