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不同剂量和退火条件下Mn^+注入p-GaN薄膜的电、磁特性研究
  • 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:

对在蓝宝石衬底上MOCVD生长的P型GaN薄膜,用能量为90keV的Mn^+离子进行室温下的磁性离子注入掺杂,注入剂量为1×10^15~5×10^16cm^-2.对注入的样品在N2气流中经800℃下0~90s时间不等的快速热退火处理.对样品的电、磁特性分析发现在注入剂量较低时(≤1×10^16cm^-2),样品中的强铁磁性对应着高电阻率,弱铁磁性对应着低电阻率;而在5×10Mcm^-2的高注入剂量下则没有这样的规律。通过对退火条件的研究,发现在800℃下退火45s的样品具有较强的铁磁性和较低的电阻率,而退火90s的样品中铁磁性减弱,电阻率升高,揭示出注入剂量和退火条件是在对P型GaN薄膜进行磁性离子注入掺杂过程中的两个重要控制参量.

英文摘要:

The magnetic doping of wurtzite p-GaN films, which are grown on sapphire substrates by MOCVD, is achieved by 90keV Mn^+ ions implantation at room temperature. The implantation doses are set between1×10^15 and 5×10^16cm^-2. After an annealing step at 800℃ for 0~90s in flowing N2, the magnetic and electric characteristics of the implanted p-GaN films are studied. With relatively low implantation doses (≤1×10^16cm^-2), the dose dependent ferromagnetism is propositional to resistivity, i.e. the sample with strong ferromagnetism has high resistivity, while the sample with weak ferromagnetism shows low resistivity. But such regularity does not hold for p-GaN films with 5×10Mcm^-2 Mn^+-implantation. By the study of annealing conditions, it is found that the sample annealed for 45s has both strong ferromagnetism and low resistivity, while the sample annealed for 90s has decreased ferromagnetism and increased resistivity. The results reveal the remarkable influence of implantation doses and annealing conditions in the magnetic doping processes of p-GaN films by Mn^+ ions implantation.

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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