SiC/Cu超薄多层膜稀磁半导体的结构、输运及磁性研究
发布时间：2021-06-25 09:43
稀磁半导体,由于其兼具电子的电荷属性和自旋属性受到了科研人员的广泛关注,具有不可比拟电子器件的潜在应用价值。SiC由于具有良好的导电性,高的热导率以及高的饱和电子迁移速度等性质,使得SiC基稀磁半导体备受关注。实验通过射频和直流交替磁控溅射制备了具有周期性结构的SiC/Cu超薄稀磁半导体多层膜,一方面非磁性掺杂元素Cu有效避免了磁性元素带来的磁性第二相对于体系本征铁磁性的干扰,另一方面,通过交替沉积,扩大了SiC和Cu的接触面积,改善了因Cu掺杂浓度低而导致的饱和磁化强度低的问题。本论文分析讨论了多层膜SiC/Cu的Cu层厚度以及退火温度对于样品的结构、输运以及磁性等的影响,而有关于SiC/Cu这种多层膜的研究也是鲜有报道。对于不同Cu层厚度的制备态SiC/Cu多层膜,用X射线反射率谱表征了其多层膜的周期性结构,且单层厚度处于埃级水平。傅里叶红外吸收结果表明SiC层是非晶中嵌有类晶的混合结构。X射线光电子能谱证明了Cu-C键的存在,并且Cu元素以单质Cu和Cu+的形式存在。X射线吸收精细结构及其拟合结果表明部分Cu原子以替位Si和Cu团簇的形式进入SiC中。样品的光致发光证明了SiC以...
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 自旋电子学
1.1.2 稀磁半导体的发展历程
1.1.3 稀磁半导体的磁性来源
1.2 SiC基稀磁半导体
1.2.1 SiC的晶体结构
1.2.2 SiC基稀磁半导体的研究现状
1.2.3 SiC基稀磁半导体存在的问题
1.3 本论文的研究目的和研究内容
第二章 SiC/Cu多层膜的制备和表征测试
2.1 引言
2.2 SiC/Cu多层膜的制备
2.2.1 薄膜制备的材料
2.2.2 设备及基底Si片的清洗步骤
2.2.3 磁控溅射制备样品
2.2.4 薄膜的退火装置
2.3 薄膜的表征测试方法
2.3.1 X射线衍射（XRD）
2.3.3 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.4 X射线吸收精细结构（XAFS）
2.3.5 光学性质的测量
2.3.6 电输运性质的测量(PPMS)
2.3.7 磁性的测量（SQUID）
2.4 本章小结
第三章 Cu层厚度对SiC/Cu多层膜的结构、性能的影响
3.1 引言
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 多层膜的结构和成分
3.2.2 [SiC_(6?)Cu_x]60 (x=3, 6, 12?)多层膜的发光与结构的关系
3.2.3 [SiC_(6?)Cu_x]60 (x=3, 6, 12?)多层膜的输运性质
3.2.4 [SiC_(6?)Cu_x]60 (x=3, 6, 12?)多层膜的磁性
3.3 本章小结
第四章 退火温度对SiC/Cu多层膜的结构、性能的影响
4.1 前言
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 退火样品的结构和成分
4.2.2 不同退火温度下多层膜[SiC6?Cu6?]60的发光与结构的关系
4.2.3 退火样品的输运性质
4.2.4 退火样品的磁性
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Room-temperature anomalous Hall effect and magnetroresistance in（Ga,Co）-codoped ZnO diluted magnetic semiconductor films[J]. 刘学超,陈之战,施尔畏,廖达前,周克谨. Chinese Physics B. 2011(03)
博士论文
[1]非晶碳、砷化镓和硅的电学和磁学输运性能[D]. 王集敏.清华大学 2014
[2]氧化物薄膜的磁性及磁电耦合研究[D]. 曹恩思.山东大学 2012
[3]ZnO基宽禁带稀磁半导体材料的制备及性能研究[D]. 张晓.南开大学 2010
[4]氧化物铁磁性半导体电子输运特性的研究[D]. 田玉峰.山东大学 2009
硕士论文
[1]SiC/Cu稀磁半导体纳米多层膜的结构、输运性质及磁性[D]. 李春静.天津理工大学 2016
[2]自旋阀巨磁阻（GMR）芯片角度传感特性的研究[D]. 倪新建.华南师范大学 2004
本文编号：3248981
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 自旋电子学
1.1.2 稀磁半导体的发展历程
1.1.3 稀磁半导体的磁性来源
1.2 SiC基稀磁半导体
1.2.1 SiC的晶体结构
1.2.2 SiC基稀磁半导体的研究现状
1.2.3 SiC基稀磁半导体存在的问题
1.3 本论文的研究目的和研究内容
第二章 SiC/Cu多层膜的制备和表征测试
2.1 引言
2.2 SiC/Cu多层膜的制备
2.2.1 薄膜制备的材料
2.2.2 设备及基底Si片的清洗步骤
2.2.3 磁控溅射制备样品
2.2.4 薄膜的退火装置
2.3 薄膜的表征测试方法
2.3.1 X射线衍射（XRD）
2.3.3 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.4 X射线吸收精细结构（XAFS）
2.3.5 光学性质的测量
2.3.6 电输运性质的测量(PPMS)
2.3.7 磁性的测量（SQUID）
2.4 本章小结
第三章 Cu层厚度对SiC/Cu多层膜的结构、性能的影响
3.1 引言
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 多层膜的结构和成分
3.2.2 [SiC_(6?)Cu_x]60 (x=3, 6, 12?)多层膜的发光与结构的关系
3.2.3 [SiC_(6?)Cu_x]60 (x=3, 6, 12?)多层膜的输运性质
3.2.4 [SiC_(6?)Cu_x]60 (x=3, 6, 12?)多层膜的磁性
3.3 本章小结
第四章 退火温度对SiC/Cu多层膜的结构、性能的影响
4.1 前言
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 退火样品的结构和成分
4.2.2 不同退火温度下多层膜[SiC6?Cu6?]60的发光与结构的关系
4.2.3 退火样品的输运性质
4.2.4 退火样品的磁性
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Room-temperature anomalous Hall effect and magnetroresistance in（Ga,Co）-codoped ZnO diluted magnetic semiconductor films[J]. 刘学超,陈之战,施尔畏,廖达前,周克谨. Chinese Physics B. 2011(03)
博士论文
[1]非晶碳、砷化镓和硅的电学和磁学输运性能[D]. 王集敏.清华大学 2014
[2]氧化物薄膜的磁性及磁电耦合研究[D]. 曹恩思.山东大学 2012
[3]ZnO基宽禁带稀磁半导体材料的制备及性能研究[D]. 张晓.南开大学 2010
[4]氧化物铁磁性半导体电子输运特性的研究[D]. 田玉峰.山东大学 2009
硕士论文
[1]SiC/Cu稀磁半导体纳米多层膜的结构、输运性质及磁性[D]. 李春静.天津理工大学 2016
[2]自旋阀巨磁阻（GMR）芯片角度传感特性的研究[D]. 倪新建.华南师范大学 2004
本文编号：3248981
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3248981.html
