基于ECR-PEMOCVD技術(shù)的GaMnN薄膜的制備及其表征.pdf

1、Dietl等人于2000年在理論上預(yù)測GaMnN的居里溫度要高于室溫，而且本底材料氮化鎵(GaN)可以在高溫、大功率光電器件領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而成為最有前景的稀磁半導(dǎo)體材料之一。在國家自然科學(xué)基金(GaN基稀磁半導(dǎo)體量子點(diǎn)的自組織生長與特性，項目批準(zhǔn)號：60476008)項目的支持下，本文進(jìn)行了GaMnN稀磁半導(dǎo)體薄膜的低溫生長與特性研究。 實驗是在自行研制的且配有反射高能電子衍射(RHEED)原位監(jiān)測設(shè)備的電子回旋共振一等離子

2、體增強(qiáng)金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(ECR-PEMOCVD)裝置上進(jìn)行的。本文是在我們已經(jīng)研究出生長GaN薄膜成熟的工藝基礎(chǔ)之上通過摻入Mn，而進(jìn)一步研究稀磁半導(dǎo)體。采用二茂錳(Cp2Mn)作為錳源，高純氮?dú)庾鳛榈矗一?TEGa)作為鎵源，在藍(lán)寶石a-Al2o3(0001)襯底上外延生長GaMnN稀磁半導(dǎo)體薄膜。 本文所采用的ECR-PEMOCVD方法與常規(guī)MOCVD相比，生長溫度降低很多，非常有利于采用低溫非平衡生長工藝，生

3、長摻有Mn離子且單一晶相的GaMnN稀磁半導(dǎo)體。 本文在a-A12O3(0001)襯底上，以GaN為緩沖層外延生長出單晶GaMnN薄膜。并使用RHEED、X射線衍射(XRD)和原子力顯微鏡(AFM)等測試方法對薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了表征，利用電子探針對Mn含量進(jìn)行了測量，超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)對薄膜的磁性進(jìn)行了表征。 RHEED圖像呈現(xiàn)清晰的斑點(diǎn)狀點(diǎn)陣，顯示薄膜為單晶，表面不是很平整，為三維島狀生長模式。X