發(fā)布時間：2024-06-15 02:14

　　稀磁半導體(Dilute Magnetic Semiconductors,DMSs)是一種優(yōu)良的自旋電子學的后備材料,已成為當今微電子科學的熱點。它有著半導體的能帶結構,而且晶格常數也與基體半導體類似,不僅在制造器件時能夠很好的和現有的半導體技術兼容,而且兼有磁性材料的特性。但是對其磁性研宄一直有一些難題沒有攻克,例如制備居里溫度高于室溫的DMS,并對其鐵磁耦合機制進行闡明。氧化鎵(Ga₂O₃)一種III-V族寬禁帶半導體材料,其禁帶寬度為4.9 eV,其優(yōu)異的導電性和發(fā)光性能長期以來一直引起關注。β-Ga₂O₃材料具有巨大的工業(yè)應用發(fā)展空間,如果能通過離子注入摻雜使其具備室溫鐵磁性,使其不但具有半導體的性質而且兼顧磁性材料的性質,將成為一種新型的稀磁半導體材料,Ga₂O₃基稀磁半導體材料的應用也將迎來一個全新的發(fā)展。離子注入技術可控性更高,整個注入過程,注入深度、離子濃度、能量選擇、注入離子分布可以得到很好的控制,結合這些優(yōu)勢,可利用離子注入技術將過渡金...

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 稀磁半導體的發(fā)展
        1.1.1 稀磁半導體簡介
        1.1.2 典型稀磁半導體材料的發(fā)展史與研究現狀
    1.2 Ga₂O₃半導體的性質和應用前景
        1.2.1 Ga₂O₃的結構和性質
        1.2.2 Ga₂O₃的應用前景
    1.3 Ga₂O₃基稀磁半導體的研究進展
    1.4 論文的結構及安排
第二章 過渡金屬離子注入β-Ga₂O₃的制備方案和表征方法
    2.1 過渡金屬離子注入β-Ga₂O₃實驗方案
        2.1.1 Mn離子注入SRIM仿真及實驗方案
        2.1.2 Cr離子注入SRIM仿真及實驗方案
    2.2 離子注入技術
        2.2.1 離子注入機的原理
        2.2.2 離子注入技術的優(yōu)勢
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 X-射線衍射(XRD)
        2.3.2 拉曼光譜散射(Raman)
        2.3.3 超導量子干涉儀
        2.3.4 光致發(fā)光光譜(PL)
        2.3.5 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.6 二次離子質譜(SIMS)
    2.4 本章小結
第三章 錳離子注入Ga₂O₃稀磁半導體結構分析和磁性研究
    3.1 錳離子注入樣品的材料分析
        3.1.1 拉曼測試分析
        3.1.2 TEM測試分析
        3.1.3 注入Mn離子的分布
    3.2 錳離子注入樣品的磁性分析
    3.3 交換偏置效應
    3.4 實驗結果分析
    3.5 本章小結
第四章 鉻離子注入Ga₂O₃稀磁半導體結構分析和磁性研究
    4.1 鉻離子注入樣品的材料分析
        4.1.1 X-射線衍射測試分析
        4.1.2 拉曼測試分析
        4.1.3 光致發(fā)光光譜(PL)測試分析
    4.2 鉻離子注入樣品的磁性分析
    4.3 本章小結
第五章 總結
    5.1 本文工作總結
    5.2 下一步工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3994770