磁性半导体同时兼具铁磁金属和半导体的性质,不论是在磁性半导体材料探索还是在半导体自旋电子器件研发中,(Ga,Mn)As已被当做磁性半导体家族中的样板材料。但是由于居里温度(Tc)还低于室温(目前最高纪录为200 K),所以严重限制了走向实际应用。是否能够继续提高Tc?不论对于理论还是实验研究者,这都是一个亟待回答的问题。由于Tc正比于有效Mn含量和空穴浓度,所以大多数实验室都从这两个方面入手,却很少考虑如何提高空穴与局域Mn离子的交换相互作用强度。有鉴于此,本申请项目旨在磁性金属/(Ga,Mn)As异质结构中,利用磁性金属与(Ga,Mn)As层的近邻效应,进一步提高(Ga,Mn)As的Tc。所谓磁近邻效应是指铁磁金属与局域Mn离子存在d-d相互作用,可以使(Ga,Mn)As中Mn离子自旋在Tc以上仍保持铁磁有序。本项目旨在利用该效应,将(Ga,Mn)As的Tc提高到200 K以上甚至室温。
英文主题词spintronics;magnetic semiconductor;magnetic proximity effect;Curie temperature;electrical transport