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注入温度对Mn^+注入p-GaN薄膜的结构和磁性影响
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:O471.4[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]武汉大学物理科学与技术学院,湖北武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10675094;10205010;10435060).
中文摘要:

在(0001)面的蓝宝石衬底上用低压MOCVD法生长P型GaN外延层.对P型GaN薄膜用180keV的Mn^+离子注入进行磁性粒子掺杂,注入剂量保持为5.0×1015cm^-2,但注入时P型GaN分别处于室温、300℃和500℃.对注入的样品在N2气流中进行快速热退火处理,温度为850℃、时间为30s.用超导量子干涉仪(SQUID)对样品的磁性进行了分析,室温下注入样品的磁响应较弱,未发现铁磁性;在300℃下注入的样品中发现有较强的铁磁性,更高的500℃的注入温度并不能进一步增强铁磁性.结合用X射线衍射(XRD)对不同注入温度样品的结构研究,揭示只有适当的注入温度(300℃)才有利于GaN晶格的恢复和铁磁性的产生。

英文摘要:

Wurtzite p-type GaN epilayer, which has a thickness of 0.5 μm, is prepared by MOCVD on GaN buffer with sapphire substrate. Magnetic doping of the p-type GaN epilayer is achieved by 180 keV Mn^+ ions implantation. The GaN films are all implanted with dose of 5 × 1015cm^-2, while are kept at different temperatures during the implantation, i.e. room temperature, 300℃ and 500℃, respectively. After an annealing step at 850℃for 30s in flowing N2, the magnetism of the Mn^+-implanted p-GaN films is investigated by superconducting quantum interference device (SQUID). In the sample implanted at room temperature the magnetism is weak and no ferromagnetism is found. In the 300℃ implanted p-GaN film ferromagnetism is found with obvious hysteresis loop. Further increase of the implantation temperature to 500℃ brings about no increase in ferromagnetism. Combined with the structural characteristics of the Mn^+ implanted p-GaN films studied by X-ray diffraction (XRD), one concludes that only suitable increase of the implantation temperature could be beneficial to the recovery of implantation defects and the generation of ferromagnetism in the Mn^+ implanted p-GaN films.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166