导读:本文包含了稀磁半导体论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献，主要关键词:半导体,居里,电荷,结构,磁性,温度,曲线图。
稀磁半导体论文文献综述写法
张恒源,张崇洋,翟春雨,杜颖妍,贾倩[1]（2019）在《新型稀磁半导体Mn掺杂LiMgAs的光电性质》一文中研究指出基于密度泛函理论第一性质原理平面波超软赝势法,对理想新型稀磁半导体Li_(1±y)(Mg_(1-x)Mn_x)As (x=0,0.125;y=0,0.125)进行几何结构优化,计算并分析了体系的电子结构、磁性和光学性质。结果表明,掺杂体系的磁性和电性可以分别通过Mn的掺入和Li计量数的调控来改变,掺Mn后形成Mn—As极性共价键,且引入与Mn有关的自旋极化杂质带,体系为半导体磁性材料。Li不足时,p-d杂化使体系变为半金属性,表现为100%的自旋注入,Mn—As键的重迭电荷布局最大,键长最短。而Li过量时,sp-d杂化则使体系变为金属性,居里温度最高,形成能最低,导电能力最强。对比光学性质发现,Li不足和过量时,介电函数和光吸收谱在低能区出现新峰,增强了体系对低频电磁波的吸收。掺杂体系的能量损失峰均向高能方向偏移,呈现明显的蓝移特征,且峰值急剧减小,表明其等离子共振频率显着降低,而Li过量的等离子振荡范围最宽。(本文来源于《功能材料》期刊2019年09期）
梁李敏,李英,刘彩池[2]（2019）在《稀土掺杂GaN基稀磁半导体材料的研究进展》一文中研究指出GaN基稀磁半导体材料具有高于室温的铁磁性和优异的光电性能,在半导体电子自旋器件领域有广阔的应用前景。系统地介绍了制备方法对稀土Gd掺杂GaN基稀磁半导体材料铁磁性的影响,讨论了Gd掺杂GaN基稀磁半导体材料中铁磁性的起源,介绍了除Gd以外的稀土离子掺杂GaN基稀磁半导体材料中的铁磁性,以及共掺杂对GaN基稀磁半导体材料的铁磁性能的影响。目前,GaN基稀磁半导体材料的铁磁性仍无法满足半导体电子自旋器件的要求。共掺杂工艺可以有效地解决稀土离子掺杂引入的较大晶格应变,促进自旋电子之间的交互作用,是一种改善GaN基稀磁半导体材料的铁磁性能的有效途径。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2019年10期）
邓正,赵国强,靳常青[3]（2019）在《自旋和电荷分别掺杂的新一类稀磁半导体研究进展》一文中研究指出稀磁半导体兼具半导体材料和磁性材料的双重特性,是破解摩尔定律难题的方案之一.我们团队通过提出自旋和电荷分别掺杂的机制,研制发现了一类新型稀磁半导体材料,为突破经典稀磁半导体材料自旋和电荷一体掺杂引起的材料制备瓶颈提供了有效解决方案.(Ba,K)(Zn,Mn)_2As_2(BZA)等新型稀磁半导体通过等价掺杂磁性离子引入自旋、异价非磁性离子掺杂引入电荷,实现了230 K的居里温度,刷新了可控型稀磁半导体的居里温度记录.本文重点介绍1)几种代表性的自旋和电荷掺杂机制分离的新型稀磁半导体的发现与研制; 2)新型稀磁半导体的μ子自旋弛豫与高压物性结构的调控; 3)大尺寸单晶生长、基于单晶的安德烈夫异质结研制以及自旋极化率的测量.通过新材料设计研制、综合物性研究、简单原型器件构建的"全链条"模式研究,开拓了自旋电荷分别掺杂的稀磁半导体材料研究领域,展现了这类新型稀磁半导体材料潜在的光明前景.(本文来源于《物理学报》期刊2019年16期）
胡源[4]（2019）在《稀磁半导体GaMnN的磁学性质测试与分析》一文中研究指出稀磁半导体因为同时具有半导体和磁性的特性,本文采用了SQUID测试了MOCVD制备的Ga MnN样品的磁学性质,得出了一定浓度的Mn掺杂会提高Ga MnN材料的居里温度,在高于室温的条件还具有稳定的铁磁性。(本文来源于《第叁十叁届中国（天津）2019’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集》期刊2019-08-01）
赵国强[5]（2019）在《“BZA”基新型稀磁半导体的材料研制与物性表征》一文中研究指出作为半导体自旋电子学的重要组成部分,稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductor,后文简称“DMS”)可将材料的磁、光、电等物性融于一体,在当前的信息社会具有重要的基础研究意义和产业价值。自上世纪六十年代DMS的概念提出至今,实现可控型的室温DMS一直是科研人员的梦想。2005年,Science杂志曾提出125个“挑战人类认知极限”的重要科学问题,其中,“能否实现室温磁性半导体”这一科学问题在物质科学中名列前茅。(Ga,Mn)As材料在众多DMS体系中被研究的最为充分,然而,由于(Ga,Mn)As中电荷与自旋的捆绑效应,使得(Ga,Mn)As只能通过低温分子束外延的方法被制备出P型薄膜,且居里温度(Curie temperature,后文简称“T_C”)仅有200K,这些因素严重限制了(Ga,Mn)As的实际应用。2011年起,靳常青团队率先发现并命名了以“Li(Zn,Mn)As”为代表的“111”型和以“(Ba,K)(Zn,Mn)_2As_2”为代表的“122”型两个体系的新型DMS多晶块材(以BaZn_2As_2为母体相,后文简称“BZA”基),通过Ba~(2+)/K~(1+)与Zn~(2+)/Mn~(2+)的分别掺杂,实现了电荷和自旋掺杂机制的分离,目前的最高T_C可达230K,刷新了可控型稀磁半导体的T_C最高纪录。综合考虑(Ba,K)(Zn,Mn)_2As_2的众多优势,本论文的主要内容将从新材料探索和“材料、物性、器件”的“全链条”研究两个角度研究此类“BZA”基DMS材料,四个方面的工作凝练成如下叁点:第一,研制了(Ba,Rb)(Zn,Mn)_2As_2多晶块材,通过Ba~(2+)/Rb~(1+)与Zn~(2+)/Mn~(2+)的分别取代实现了电荷和自旋掺杂机制的分离,最高T_C可达143K,低温下材料的负磁阻效应高达34%,μSR实验表明了(Ba,Rb)(Zn,Mn)_2As_2的铁磁本征属性。(Ba,Rb)(Zn,Mn)_2As_2在室温下与超导体(Ba,K)Fe_2As_2、反铁磁材料BaMn_2As_2、母体相化合物BaZn_2As_2具有相同的四方ThCr_2Si_2结构,在ab面内的晶格失配度小于5%,这为基于各类异质结的自旋电子学器件研究奠定了基础。第二,研制了高质量、大尺寸的(Ba,K)(Zn,Mn)_2As_2单晶块材,材料具有较大的磁各项异性,观察到负磁阻效应和反常霍尔效应,载流子浓度在10~(20)cm~(-3)量。单晶的高压磁电调控实验与第一性原理计算相结合,阐明了材料的T_C不仅与载流子的浓度有关,还与晶格中MnAs_4四面体的构型密切相关,这为调控材料的T_C提供了新的思路。基于此单晶和Pb的安德列夫异质结自旋极化率高达66%,且有进一步的提升空间,为原型器件制备的可行性开辟了道路,这是从“材料研究到原型器件”全链条研究中的关键一环。第叁,开展了不同掺杂组分的(Ba_(1-x)K_x)(Zn_(1-y)Mn_y)_2As_2单晶结构、磁化率及电输运研究。研究表明,在BaZn_2As_2、(Ba,K)Zn_2As_2、Ba(Zn,Mn)_2As_2等材料中均无长程铁磁序的出现,仅当同时掺入载流子和局域磁矩时,材料才能展示出长程铁磁序,并且,引入的载流子浓度和自旋浓度对材料的磁性均有调控作用。目前,在单晶中实现了120K的T_C,T_C有进一步的提升空间,在此单晶中的安德列夫异质结同样实现了约60%自旋极化率。综上所述,本论文在新材料探索和“材料、物性、器件”的“全链条”研究中取得系列重要进展。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
樊济宇,冯瑜,陆地,张卫纯,胡大治[6]（2019）在《N型稀磁半导体Ge_(0.96–x) Bi_xFe_(0.04)Te薄膜的磁电性质研究》一文中研究指出GeTe基稀磁半导体材料因具有可独立调控载流子浓度和磁性离子浓度的特性而受到广泛关注.本文利用脉冲激光沉积技术制备了该体系的单晶外延薄膜,并通过高价态Bi元素部分取代Ge元素的方法实现了材料中载流子类型从空穴向电子的转变,即制备出N型GeTe基稀磁半导体.测量结果表明,无论是室温还是低温下的Hall电阻曲线皆呈现负斜率,说明体系中载流子是电子;并且当Bi掺杂量达到32%时,电子浓度为10~(21)/cm~3.变温输运性质的测量证明体系的输运行为呈现半导体特征.通过测量低温10 K下的绝热磁化曲线,在高Bi掺杂体系中观测到了明显的铁磁行为,而低于32%Bi掺杂量的体系中未观察到.这一结果说明,高掺杂Bi的替代导致载流子浓度的增加,促进了载流子传递Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida相互作用,使得分散的Fe-Fe之间产生磁耦合作用,进而形成铁磁有序态.(本文来源于《物理学报》期刊2019年10期）
郭胜利[7]（2019）在《新型稀磁半导体的制备及μSR研究》一文中研究指出稀磁半导体是一类结合了电子电荷和自旋性质的新型自旋电子学材料。其在自旋注入,自旋调控和自旋探测方面具有潜在的应用。上世纪九十年代,通过低温分子束外延技术(LT-MBE),科研人员在GaAs母体中成功注入过渡金属Mn元素,制备了稀磁半导体(Ga,Mn)As薄膜。多年以来,稀磁半导体研究的主要目标之一就是提高铁磁转变温度(TC)到室温以上,进而制备出完全由半导体组成的自旋电子学器件。迄今为止,(Ga,Mn)As的TC已经达到了约200 K,但是,仍然远低于室温。在(Ga,Mn)As中,同时存在着两种磁性相互作用,一是载流子调制的铁磁相互作用,一是最近邻Mn之间的反铁磁相互作用。这两种相互作用共同影响了材料的磁性表现。在(Ga,Mn)As中,Mn替代Ga同时引入了自旋和载流子,这使得很难同时调节两者的浓度。Mn替代Ga引入的是空穴载流子,因而(Ga,Mn)As是p型稀磁半导体。对于科学研究和工业应用而言,n型稀磁半导体在制备p-n结时同样重要。近年来,以铁基超导体的结构为基础,衍生出了一批新型稀磁半导体。这类稀磁半导体的自旋掺杂和载流子掺杂互相分离,并且可以以块材的形式存在,利于多种微观测量手段的应用,如核磁共振(NMR)、μSR、中子散射等。本论文对稀磁半导体的研究主要集中在以下5个方面:(1)N型稀磁半导体Ba(Zn,Co)2As2的制备和研究。通过固相反应法,我们成功制备了n型稀磁半导体Ba(Zn,Co)2As2。磁性测量显示,样品的最高TC约为45K。霍尔效应和热电效应的共同证明,电子是样品中的主要载流子。μSR的测量证明,样品的铁磁性是本征和均匀的。(2)锰铜共掺杂稀磁半导体的制备和研究。Li(Zn,Mn,Cu)As和La(Zn,Mn,Cu)AsO是两种自旋掺杂和载流子掺杂相分离的稀磁半导体。Mn替代Zn提供自旋,Cu替代Zn提供p型载流子。磁性测量显示,Li(Zn,Mn,Cu)As和La(Zn,Mn,Cu)AsO的Tc分别为33 K和8 K。同时,μSR的测量显示,锰铜共掺杂稀磁半导体和(Ga,Mn)As等有着相同的铁磁机理。(3)铜基稀磁半导体(Ba,K)(Cu,Mn)2Se2的制备和物性研究。K替代Ba提供p型载流子,Mn替代Cu提供自旋。该系列稀磁半导体的最高TC约为18 K。(4)“2114”型稀磁半导体Cu2(Zn,Mn)(Sn,Al)Se4的制备和物性研究。我们通过在Zn位掺杂Mn元素提供局域磁矩,在Sn位掺杂Al元素提供p型载流子,成功制备了 TC在5K左右的 Cu2(Zr,Mn)(Sn,Al)Se4。(5)其他稀磁半导体的研究,包括二维稀磁半导体 MoSe2 的 NMR 测量,(Li,Mg)(Zn,Mn)As,Li(Zn,Mn,Cu)P,Ba(Cu,Mn)2Te2 等稀磁半导体的制备。此外,作为一个强大的微观磁性测量工具,μSR不仅可以用于研究稀磁半导体,更是研究超导体常用的工具之一。我们在30 mK到8 K之间对K2Cr3As3进行了 μSR测量,获得了超导穿透深度和μ子奈特位移随温度的变化。另外,我们测量了 KCr3As3在9 K和30 mK的ZF-μSR谱图。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-08）
杜成旭[8]（2019）在《Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基新型稀磁半导体的磁电性质研究》一文中研究指出兼具磁性和半导体特性的稀磁半导体在自旋电子领域有广泛的应用前景,与传统的Ⅱ-Ⅴ族和Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体相比,Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基新型稀磁半导体能够实现自旋和电荷注入机制的分离,且磁性离子的固溶度不受限制,这为研究稀磁半导体提供了新方向,也为制备居里温度高于室温的材料和研究磁性来源机理提供了可能。本文首先采用第一性原理计算方法,对不同浓度Mn掺杂LiMgN、Ag-Cr共掺LiZnP和不同浓度Mn/Cr掺杂LiCdAs的电子结构和光学性质进行了研究;然后通过高温固相反应法,成功制备了Li_(1.04)(Cd_(1-x)Mn_x)As和Li_(1.04)(Cd_(1-x)Cr_x)As两种块状材料,测量了其磁电性质。研究结果表明:(1)不同浓度Mn掺杂LiMgN体系计算发现:Mn掺杂给体系提供了自旋,Li含量对体系导电性质有影响,LiMgN体系的磁性和电性的分离调控以及提高体系居里温度可以通过Mn的掺入和改变Li、Mn的含量来实现。(2)Ag-Cr共掺LiZnP体系理论计算得到:Ag单掺时体系内无净磁矩对外不显磁性,单掺Cr时,整体表现出金属铁磁性,且形成了强于Zn-P键的Cr-P共价键,而当Ag-Cr共掺时体系又变为半金属铁磁性,有望实现得到理想的稀磁半导体。(3)不同浓度Mn/Cr掺杂LiCdAs体系计算表明:Mn/Cr掺杂元素都被自旋极化,并产生净磁矩,LiCdAs体系电性和磁性的分离调控可以通过调节Li的含量和改变Mn/Cr的浓度来实现。特别是当Mn浓度为0.125时,体系的带隙值基本为零,变为无能隙半金属;在Li过量时,当Cr浓度增加到0.125时,体系也为无能隙半金属,且此时形成能最低,体系最稳定。采用平面波超软赝势法和LSDA+U的第一性原理计算方法对Li_(1±y)(Cd_(0.875)Mn_(0.125))As体系进行理论计算,与LSDA方法对比发现,带隙值是有增加的,说明通过+U的方法,可以打开体系带隙。(4)LiCdAs、Li_(1.04)(Cd_(1-x)Mn_x)As和Li_(1.04)(Cd_(1-x)Cr_x)As的磁电性质测量发现:Mn和Cr的掺杂可以使体系形成局域磁矩,Mn掺杂体系在低温(70 K左右)时由亚铁磁态转变为铁磁态,在高温(370 K左右)时测得居里温度,此时体系又由铁磁态转变为顺磁态,而这些磁相转变温度是随着掺杂浓度不同而变化的;Cr掺杂体系在低温时测得居里温度,这说明调节掺杂元素和掺杂量可以得到理想的稀磁半导体。(本文来源于《重庆师范大学》期刊2019-03-01）
张晟荣[9]（2019）在《Fe、Li共掺杂In_2O_3基稀磁半导体的局域结构与磁、输运性能》一文中研究指出本文研究了Fe、Li共掺杂对In_2O_3基稀磁半导体薄膜的局域结构、磁输运性能的影响。薄膜是利用射频磁控溅射技术在SiO_2/Si(100)与超白玻璃基片表面沉积的。通过XRD、XPS、XAFS、R-T、Hall、MR、SQUID等性能分析方法与结构表征手段对样品进行了系统的研究,得出以下研究结果:1、利用射频磁控溅射技术制备了不同Li掺杂浓度的(In_(0.96-x)Li_xFe_(0.04))_2O_3薄膜样品。XRD结果表明Li离子很好的进入了In_2O_3的晶格并引起了晶胞的收缩,体系中并无Fe、Li相关单质相或氧化物第二相的存在。XPS结果表明,Fe是以+2价和+3价混合价态存在于样品中,且体系中存在大量氧空位缺陷。XAFS分析结果表明Fe是以替位In~(3+)的形式进入In_2O_3的晶格,Li掺杂浓度的增加并没有改变掺杂Fe的局域环境。Hall测试结果表明薄膜的载流子浓度随Li掺杂浓度的增加而减小,这是由于p型Li的替位掺杂会引入空穴来补偿样品中n型氧空位提供的电子,进而降低样品的载流子浓度以及增大电阻率。R-T测试表明薄膜中存在金属-半导体转变的输运行为,且随着Li掺杂浓度的增加,半导体导电行为逐步变得明显,且电子传导机制能很好地用Mott变程跃迁机制解释。磁电阻(MR)测试结果表明,在测试温度下,样品皆表现为负磁阻现象,且随着Li掺杂浓度的增加,负磁电阻有变为正磁电阻的趋势。磁性测量表明Li的掺杂能够明显提高体系铁磁性。Li原子与相邻的O原子间的轨道杂化作用可用来解释样品室温铁磁性的提高。2、利用射频磁控溅射技术制备了不同Fe掺杂浓度的(In_(0.94-y)Fe_yLi_(0.06))_2O_3薄膜样品。XRD分析结果表明Fe、Li共掺杂In_2O_3薄膜样品依旧表现为In_2O_3的立方方铁锰矿结构。XAFS分析结果表明薄膜中Fe元素是以+2和+3价的混合氧化态形式存在的,且Fe离子替位了In_2O_3中的In_1位置。Hall以及R-T测试表明,共掺杂薄膜的载流子浓度随着Fe掺杂浓度的增加而减小,电导机制能很好地用低温区的Mott变程跃迁机制以及高温区的硬带跃迁机制解释,显示了载流子强的局域特性。MR测试结果表明,10K温度下,随着Fe的掺杂,样品磁电阻实现了由负磁阻向正磁阻的转变,Fe的掺杂浓度与测试的温度可以影响正负磁阻对样品的贡献程度。样品全部表现出本征的室温铁磁性,饱和磁化强度M_s先增加后降低。O空位和Fe离子周围的强晶格畸变与铁磁性的产生存在密切的关系。(本文来源于《天津理工大学》期刊2019-02-01）
李克一[10]（2019）在《过渡金属掺杂SiC/Cu稀磁半导体超薄多层膜的结构、输运和磁性》一文中研究指出由于SiC是一种新型容易掺杂为宽带隙半导体的材料,它的制备工艺也较为成熟,我们选取SiC作为本论文的研究对象。但是,由于非磁性材料单独掺杂的性能不够好,我们进行磁性与非磁性材料共掺杂来改良材料的性能。同时,对SiC半导体的潜在巨磁阻性能进行了研究。通过磁控溅射的方法,我们制备了SiC/Cu多层膜,通过多层膜方式交替沉积,增大了SiC和Cu的接触面积,Cu的饱和磁化强度低的问题得以解决。其中大致分为两方面的制备研究,一种是通过共掺杂磁性与非磁性材料进入SiC,通过Fe、Ni的共掺以期提高薄膜性能,对Fe、Ni共掺SiC/Cu多层膜样品的输运、结构以及磁性进行研究;另一下研究退火后多层膜的巨磁阻,分析了退火对SiC/Cu多层膜的结构、磁电阻、磁性的影响。对于的Fe共掺杂SiC/Cu多层膜,改变其Cu层的厚度,其多层膜的周期性结构用X射线反射率谱进行了表征,多层膜单层厚度及单个周期结构均属于埃级水平。X射线光电子能谱表明了薄膜中的Cu-C、Fe-Si键,Cu元素的存在形式为单质Cu和Cu~+。通过X射线吸收精细结构及其拟合结果,表明部分Fe原子进入间隙位;Cu原子以替位Si进入SiC中和Cu单质的形式存在。所有的多层膜载流子浓度通过输运测试结果表明都在10~(22)的数量级以上,随着Cu层厚度增加,载流子浓度降低。样品的主要输运机制是Mott变成跃迁。通过态密度的计算,体系的铁磁性来源于Fe 3d、Cu 3d和C 2p、Si 2p的p-d交换作用。所有样品都具备室温铁磁性,样品的饱和磁化强度最高为8.2emu/cm~3,且当Cu层厚度的增加,饱和磁化强度降低,这是由于随着Cu层厚度的增加,载流子浓度降低,体系的p-d交换作用减弱,进而使得饱和磁化强度减小。对较低温度下真空退火处理的样品。在低于纳米Cu的第一熔点的温度进行退火,微小的SiC结晶在退火后的样品SiC层出现,原子Cu部分耦合进入了SiC层,Cu替位Si位,以一价的价态形式存在。样品主要输运机制是Mott变程跃迁,所有的SiC/Cu多层膜都为P型半导体特征,并且都具有室温铁磁性。Hall测试表明,随着Cu层厚度变大,载流子浓度Pc减小,随着退火温度的升高,饱和磁化强度Ms升高。理论计算表明体系的铁磁性仍源于载流子调节的p-d交换作用。退火后的多层膜出现了正巨磁电阻效应,磁电阻大小与多层膜的单层厚度变化有直接联系,磁电阻在30K测试温度下最高达700%。(本文来源于《天津理工大学》期刊2019-02-01）
稀磁半导体论文开题报告范文
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
GaN基稀磁半导体材料具有高于室温的铁磁性和优异的光电性能,在半导体电子自旋器件领域有广阔的应用前景。系统地介绍了制备方法对稀土Gd掺杂GaN基稀磁半导体材料铁磁性的影响,讨论了Gd掺杂GaN基稀磁半导体材料中铁磁性的起源,介绍了除Gd以外的稀土离子掺杂GaN基稀磁半导体材料中的铁磁性,以及共掺杂对GaN基稀磁半导体材料的铁磁性能的影响。目前,GaN基稀磁半导体材料的铁磁性仍无法满足半导体电子自旋器件的要求。共掺杂工艺可以有效地解决稀土离子掺杂引入的较大晶格应变,促进自旋电子之间的交互作用,是一种改善GaN基稀磁半导体材料的铁磁性能的有效途径。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
稀磁半导体论文参考文献
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