位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
Cr掺杂Si基稀磁半导体的制备及其磁学特性
  • ISSN号:1671-8836
  • 期刊名称:《武汉大学学报:理学版》
  • 时间:0
  • 分类:O472.5[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(10575078)
中文摘要:

采用Cr离子注入方法,在不同气体环境下退火制备了两种具有不同磁化率和居里温度的Cr掺杂P型(111)Si基稀磁半导体样品.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外(FT—IR)光谱和超导量子干涉仪(SQUID)对样品的晶体结构、化学键及磁学特性的变化进行表征.实验发现,该样品在Hz气中退火后,氢原子钝化了Cr离子注入时引起的样品中的Si悬挂键缺陷(形成Si~H),增加了传导电子的长程相互作用,使样品的居里温度达280K,远高于同一条件下在Ar气中退火样品的居里温度(100K).部分氢原子束缚了样品中的受主载流子,降低了磁化率,导致在低温区(小于50K)H2气中退火样品的磁化强度小于在Ar气中退火样品的磁化强度.这为室温铁磁半导体的研制提供了实验依据.

英文摘要:

The Cr-doped Si-based dilute magnetic semiconductors (DMS) with different magnetic properties were prepared by ion implantation method and annealing in argon (Ar) or hydrogen (H2). D8 advanced X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared (FT IR) spectroscopy and superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer were used to characterize the crystalline structures and the magnetic properties of the samples before and after annealing. The XRD results show that the Cr doped sample is amorphous before annealing and recovers crystalline structure after annealing. The IR analysis indicates that there are Si--H bonds in the sample annealed in H2, revealing that the atom hydro- gen can passivate the dangling bond defects in silicon, which increases the long-range interaction between conductive electrons and makes the sample have higher Curie temperature than that of the sample annealed in Ar. However, at the temperature lower than 50 K, the magnetization of the sample annealed in H2 is lower than that annealed in Ar, because some atoms of hydrogen bind up the acceptors in the sample. It is possible to increase the magnetization of the sample annealed in H2 with optimizing the technical conditions.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《武汉大学学报:理学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国2教育部
  • 主办单位:武汉大学
  • 主编:刘经南
  • 地址:湖北武昌珞珈山
  • 邮编:430072
  • 邮箱:whdz@whu.edu.cn
  • 电话:027-68756952
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8836
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1674/N
  • 邮发代号:38-8
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,英国动物学记录,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)
  • 被引量:6988