载流子调制的Mn0.05Ge0.95量子点铁磁性研究
稀磁半导体材料可以同时利用电子的电荷以及自旋的属性,使材料在具有半导体性的同时兼具铁磁性,为开辟半导体技术新领域以及制备新型自旋电子器件提供了条件.在过去二十年中,有关稀磁半导体材料的研究已经成为了自旋电子学中的一个重要分支.其中,Mn掺杂的Ge半导体材料由于与传统Ⅳ族半导体工业的兼容性以及可能出现的室温铁磁性而备受关注.一般而言,此类材料的居里温度随Mn的掺杂浓度增加而增加.在本工作中，生长了Mn 掺的Ge 量子点材料，并在量子点层以下10nm 处进行了不同浓度的B的掺杂。导电原子力显微镜的研究发现，量子点位置的导电性随B掺杂浓度的提高而提高。因此，实验上证实了量子点中的空穴浓度由于B 的调制掺杂得到了调节。磁性的研究结果显示，随着B调制掺杂浓度的提高，样品的磁化磁矩及居里温度也随之明显提高，并由此得到了B掺杂浓度与材料居里温度的关系。进一步对材料在低温下磁化过程的研究也显示，材料的铁磁性信号只来源于Mn的掺杂，而少量的B的掺杂只增强了材料的顺磁表现，不会带来铁磁性的贡献。因此，材料的铁磁性及居里温度的增强被归因于量子点中空穴浓度的提高。这些研究结果再次证实了载流子调制的铁磁性模型，为进一步提高材料的居里温度提供了方向。
稀磁半导体 载流子调制 硼元素掺杂 量子点铁磁性
王利明 刘桃 胡小锋 王曙光 蒋最敏
表面物理国家重点实验室,复旦大学,上海,200433
国内会议
太原
中文
68-69
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）