基于ECR-PEMOCVD技術的GaMnN薄膜的制備及其表征.pdf

1、Dietl等人于2000年在理論上預測GaMnN的居里溫度要高于室溫，而且本底材料氮化鎵(GaN)可以在高溫、大功率光電器件領域得到廣泛應用，而成為最有前景的稀磁半導體材料之一。在國家自然科學基金(GaN基稀磁半導體量子點的自組織生長與特性，項目批準號：60476008)項目的支持下，本文進行了GaMnN稀磁半導體薄膜的低溫生長與特性研究。 實驗是在自行研制的且配有反射高能電子衍射(RHEED)原位監(jiān)測設備的電子回旋共振一等離子

2、體增強金屬有機物化學氣相沉積(ECR-PEMOCVD)裝置上進行的。本文是在我們已經研究出生長GaN薄膜成熟的工藝基礎之上通過摻入Mn，而進一步研究稀磁半導體。采用二茂錳(Cp2Mn)作為錳源，高純氮氣作為氮源，三乙基鎵(TEGa)作為鎵源，在藍寶石a-Al2o3(0001)襯底上外延生長GaMnN稀磁半導體薄膜。 本文所采用的ECR-PEMOCVD方法與常規(guī)MOCVD相比，生長溫度降低很多，非常有利于采用低溫非平衡生長工藝，生

3、長摻有Mn離子且單一晶相的GaMnN稀磁半導體。 本文在a-A12O3(0001)襯底上，以GaN為緩沖層外延生長出單晶GaMnN薄膜。并使用RHEED、X射線衍射(XRD)和原子力顯微鏡(AFM)等測試方法對薄膜的晶體結構和表面形貌進行了表征，利用電子探針對Mn含量進行了測量，超導量子干涉儀(SQUID)對薄膜的磁性進行了表征。 RHEED圖像呈現清晰的斑點狀點陣，顯示薄膜為單晶，表面不是很平整，為三維島狀生長模式。X