Mn掺杂下SrFCuS的研究
摘要：尽管已经研究了几十年,稀磁半导体还是没有能够得到广泛的应用,主要因为是其居里温度低于室温,其次是饱和磁化强度较低。随着稀磁半导体制备技术的不断发展，以及研究人员更深入的研究，稀磁半导体的应用和研究领域也在不断的拓宽，其在光、电、磁功能集成等新型器件方面具有重要前景，并将对信息和自动化工业的发展产生重要的推动作用。
关键词：半导体；稀磁半导体
一．引言
稀释磁性半导体(Diluted Magnetic Semiconductors，DMS)，也称半磁半导体是指在III-V族、II-VI族、II-V族或IV-VI族化合物中，由磁性过渡族金属离子或稀土金属离子部分替代非磁性阳离子所形成新的一类半导体材料。理想的稀磁半导体应具有以下特点：居里温度TCgt;500K；铁磁性与形成载流子的杂质能带的自旋分裂相关联；可以选择n型和p型掺杂；具有高的迁移率和自旋散射长度；具有磁光效应和反常霍尔效应。
二．稀磁半导体发展状况
稀磁半导体的研究经历了半个多世纪，在II-VI族等半导体中掺杂磁性过渡族金属元素形成的稀磁半导体将其研究推向了高峰。但在这类稀磁半导体中， Mn离子替代等价的金属离子，只引入了局域磁矩，局域磁矩之间的反铁磁性超交换作用使这类稀磁半导体在不同的磁性原子浓度和不同温度下的磁性行为各异。另外，由于载流子浓度小，此类稀磁半导体的导电性很难控制，很难掺杂成n型或p型半导体。
20世纪90年代初，在III-V族半导体中掺入Mn，将铁磁转变温度提升至sim;170 K，使稀磁半导体的研究再次成为热点。提高制备技术后，在Mn离子掺杂浓度达到12%时， (Ga， Mn)As的TC已经达到sim;200K。在(Ga， Mn)As中，二价的Mn离子替代三价的Ga离子，在提供自旋的同时也引进了空穴，使(Ga， Mn)As成为一个p型的稀磁半导体。但是这种自旋掺杂和空穴掺杂不可分离的特点使得无法单独研究自旋或者载流子对铁磁有序的贡献。同时(Ga， Mn)As是薄膜材料，阻碍了一些需要块材的微观磁性测量手段的研究，如固态核磁共振测量(Nuclear Magnetic Resonance)，缪子自旋共振测量(Muon Spin Rotation/Relaxation/Resonance)和中子散射测量(Neutron Scattering)。制备和研究稀磁半导体的最终目的是应用其于工业生产中，因此要求它的铁磁转变温度TC能够达到室温以上，而现有的(Ga，Mn)As薄膜的最高TC也远低于这个温度。所以，除了研究(Ga， Mn)As的磁性机制之外，还需要探索制备新的稀磁半导体，以期得到具有更高TC的稀磁半导体材料。
