文献类型：期刊文章

作　　者：黄训吉[1,2] 杨杰[1,2] 李广洋[1,2] 王茺[1,2] 杨宇[2,3]

HUANG Xunji;YANG Jie;LI Guangyang;WANG Chong;YANG Yu(School of Materials Science and Engineering,Yunnan University,Kunming 650091;International Joint Research Center for National Optoelectronic Energy Materials,Yunnan University,Kunming 650091;;School of Energy,Yunnan University,Kunming 650091)

机构地区：[1]云南大学材料科学与工程学院,昆明650091 [2]云南大学国家光电子能源材料国际联合研究中心,昆明650091 [3]云南大学能源研究院,昆明650091

出　　处：《材料导报》

基　　金：国家自然科学基金(11564043;11274266);云南省科技计划面上项目(No.2016FB002);云南省中青年学术技术带头人(后备人才)项目

年　　份：2018

卷　　号：32

期　　号：19

起止页码：3338-3347

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2017_2018、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、UPD、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：稀磁半导体(Diluted magnetic semiconductors,DMSs)能同时利用电子的电荷和自旋特性,从而具有了半导体材料和磁性材料的双重性能,它利用载流子及其自旋,使自旋电子器件应用于信息存储、传输、处理成为可能。因而,作为微电子产业的重要组成部分,Mn掺杂的Ge量子点(Quantum dots,QDs)稀铁磁性半导体材料由于具备与当今Si基微电子学技术的兼容性以及具有比Ⅲ-Ⅴ族DMSs更高居里温度(Curie temperature,T_C)的可能性而引起广泛关注。制备的Mn_xGe_(1-x) QDs自旋电子器件具备小尺寸、低能耗、数据处理快、集成度高、稳定性好等优异性能,对未来自旋电子器件的发展起到举足轻重的作用。虽然,由Mn掺杂的Ⅳ族Mn_xGe_(1-x) QDs DMSs材料被认为是实现室温可操控性电子自旋器件以及可控铁磁性能的理想材料候选者。但想要制备高性能、高稳定性的Mn_xGe_(1-x) QDs DMSs材料依旧面临诸多挑战。其一,虽然通过提高基质中磁性掺杂剂的浓度可以使系统获得高的T_C,但Mn掺杂剂在Ge中的极限溶解度值远低于致使系统获得高T_C的掺杂剂浓度值;其二,Ge_(1-x)Mn_x QDs中高的Mn掺杂浓度容易导致金属间析出相(如:Mn_5Ge_3和Mn_(11)Ge_8)的形成;其三,Mn掺入到Ge QDs中需要低的生长温度和低的表面扩散率,而QDs的自组装生长总是需要高的生长温度和高的表面扩散率,即实现更高的亚稳态掺杂水平可能是增强DMSs的T_C的主要限制因素;其四,铁磁性和高T_C的起源和增强机制的理论解释仍不明确,值得深入探究。因此,近年来研究者们主要从选择合适的生长参数,优化Mn_xGe_(1-x) QDs薄膜的制备工艺方面不断尝试,并取得了丰硕的成果。其一,Mn_xGe_(1-x) QDs的T_C提高至400K以上;其二,明确了金属间析出相(Mn5Ge3和Mn11Ge8)的T_C分别为296K和270K,其T_C趋于室温;其三,发现了电场控制铁磁性能和磁运输性能,首次将电场控制铁磁性温度提高至

关 键 词：MN掺杂 Mnx  Ge1-x量子点  Mnx  Ge1-x薄膜  高居里温度 稀磁半导体

分 类 号：TB34[材料类]