Fe基寬帶隙Ⅱ-Ⅵ族稀磁半導(dǎo)體及FeSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長及特性研究.pdf

1、自旋電子學(xué)是凝聚態(tài)領(lǐng)域的一門新型交叉學(xué)科，具有豐富的物理現(xiàn)象和巨大應(yīng)用價(jià)值。目前，有兩類這種新型材料得到了廣泛重視：一類是稀磁半導(dǎo)體(DMS)材料；另一類是鐵磁/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)材料，由于這兩種新型材料能夠?qū)鹘y(tǒng)的半導(dǎo)體和磁性材料融合以期開發(fā)出新一代的自旋電子器件，所以正日益受到科技界和工業(yè)界的矚目。 本論文針對(duì)上述兩種新型材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，具體對(duì)ZnFeS、ZnFeO和FeSe等材料的制備和表征進(jìn)行了研究，取得的主要結(jié)果如

2、下： (1)利用低壓金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)設(shè)備制備出不同F(xiàn)e組分的ZnFeS合金薄膜。通過X射線衍射測量表明當(dāng)Fe源的流量小于6ml/min時(shí)，樣品為六角的單晶結(jié)構(gòu)；當(dāng)Fe源的含量大于6ml/min時(shí)，樣品為多晶的立方結(jié)構(gòu)。此外，隨著樣品中Fe含量的增加，樣品的光學(xué)帶隙明顯變窄，并且由于Fe-S鍵的結(jié)合能大于Zn-S，導(dǎo)致光電子能譜中S2p向高的束縛能側(cè)移動(dòng)。 (2)在不同的溫度下對(duì)一系列ZnFeS樣品進(jìn)行熱

3、氧化，發(fā)現(xiàn)在800℃下退火得到的ZnFeO樣品，其結(jié)晶質(zhì)量好于其它溫度的樣品，并在室溫下在ZnFeO樣品中觀測到其鐵磁性。此外，當(dāng)Fe的含量為0.25時(shí)，達(dá)到了Fe在ZnO中溶解度的臨界值。 (3)采用低壓MOCVD方法在半絕緣的GaAs襯底上制備出高質(zhì)量的FeSe薄膜。X射線衍射表明獲得的樣品為單一取向的四角結(jié)構(gòu)。磁性測量表明樣品的居里溫度高于室溫，并且在垂直樣品表面和平行樣品表面方向上觀測到了強(qiáng)的各向異性，易磁化軸為平行于樣