一种制备稀磁半导体Ｇａ↓［１－ｘ］Ｍｎ↓［ｘ］Ｓｂ单晶的方法，其特征在于，步骤如下：以半导体材料ＧａＳｂ为衬底；以高能Ｍｎ离子注入到该衬底上形成磁性半导体Ｇａ↓［１－ｘ］Ｍｎ↓［ｘ］Ｓｂ单晶。本发明专利技术的优点是外延层化学稳定性高，设备简单，生长费用低。用高能离子注入法制备的稀磁半导体Ｇａ↓［１－ｘ］Ｍｎ↓［ｘ］Ｓｂ单晶可望应用于新型磁电、磁光和光电器件上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的生长方法，特别是指一种高能离子注入制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法。
技术介绍
半导体材料和磁性材料是电子产业的两大重要材料，同时半导体物理学和磁性物理学也是固体物理学的两大重要领域。将磁特性和半导体特性相结合，使一种材料既具有半导体的特性又具有磁体的特性，制造新型功能器件是自旋电子学发展的一个非常重要的分支领域。因此，制备磁性半导体，无论对基础物理学上还是对材料科学都具有十分重要的学术意义。而在实际应用上更具有重大的价值。稀磁半导体兼具磁性材料和半导体材料的特性，通常为A1-xMxB，其中组分为X的磁性元素M无规则地占据A的子格点。稀磁半导体还具有许多独特的性质，如巨磁光效应、巨负磁阻效应、反常霍尔效应等。这类材料可望用于新型磁电、磁光和光电器件上。Ga1-xMnxSb是一种重要的稀磁半导体，迄今为止，制备Ga1-xMnxSb的方法主要是分子束外延(MBE)、低能离子束外延、金属有机化学气相淀积(MOCVD)、蒸镀和溅射等方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，通过高能离子的注入，以生长稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶。为实现上述目的，本专利技术提供的一种制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，步骤如下以半导体材料GaSb为衬底；以高能Mn离子注入到该衬底上形成磁性半导体Ga1-xMnxSb单晶。所述的制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，其中半导体材料GaSb衬底是N型或P型单晶片。所述的制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，其中Mn离子的能量介于1KeV～1000KeV。所述的制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，其中Mn离子的剂量介于1×1015/cm2～3×1019/cm2。本专利技术的优点是外延层化学稳定性高，设备简单，生长费用低。用高能离子注入法制备的稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶可望应用于新型磁电、磁光和光电器件上。专利技术与
技术介绍
相比所具有的有意的效果如下与其它制备稀磁半导体Gal-xMnxSb单晶的方法相比，高能Mn离子注入法生长是在离子束外延系统中，以高能Mn离子束注入到GaSb衬底上以单晶薄膜形式外延生长Ga1-xMnxSb的方法；高能离子注入法生长的Ga1-xMnxSb单晶，其优点是外延层热稳定性好，设备简单，生长费用低。用高能离子注入法制备的稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶可望应用于新型磁电、磁光和光电器件上。附图说明图1是Ga1-xMnxSb样品的ω-2θ衍射曲线图；图2是Ga1-xMnxSb样品的磁滞回线图。具体实施例方式为进一步说明本专利技术的特征和技术方案，以下结合实例对本专利技术做一个详细的描述；实现专利技术的主要设备有高能离子束外延系统、机械真空泵+扩散真空泵(或其它真空设备)、温度控制系统、和半导体热处理设备。其中对于高能离子束外延系统，动态真空度优于9×10-4Pa；离子能量15KeV～550KeV(连续可调)；可分选质量数1～206(H-Pb)的所有元素；衬底温度从室温到400℃连续可调。根据生长设备的具体情况，对生长技术路线进行适当调整。利用以上设备，首先以锑化镓GaSb单晶为衬底；然后利用高能离子束外延系统在GaSb衬底上外延生长Ga1-xMnxSb单晶材料。用X衍射仪的ω-2θ和小角衍射模式对样品进行测试，在测试结果中没有发现新的衍射峰。Ga1-xMnxSb样品沿(004)方向的ω-2θ衍射曲线如图1所示。在室温下用梯度样品磁强计(AGM)测得上述样品的磁滞回线如图2所示。从图可以看出Ga1-xMnxSb在室温下呈铁磁性。权利要求1.一种制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，其特征在于，步骤如下以半导体材料GaSb为衬底；以高能Mn离子注入到该衬底上形成磁性半导体Ga1-xMnxSb单晶。2.根据权利要求1所述的制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，其特征在于，其中半导体材料GaSb衬底是N型或P型单晶片。3.根据权利要求1所述的制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，其特征在于，其中Mn离子的能量介于1KeV～1000KeV。4.根据权利要求1所述的制备稀磁半导体Ga1-xMnxSb单晶的方法，其特征在于，其中Mn离子的剂量介于1×1015/cm23×1019/cm2。全文摘要一种制备稀磁半导体Ga文档编号C30B29/10GK1789501SQ20041009893公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月16日 优先权日2004年12月16日专利技术者陈晨龙, 陈诺夫, 吴金良 申请人:中国科学院半导体研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备稀磁半导体Ｇａ↓［１－ｘ］Ｍｎ↓［ｘ］Ｓｂ单晶的方法，其特征在于，步骤如下：以半导体材料ＧａＳｂ为衬底；以高能Ｍｎ离子注入到该衬底上形成磁性半导体Ｇａ↓［１－ｘ］Ｍｎ↓［ｘ］Ｓｂ单晶。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨龙，陈诺夫，吴金良，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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