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稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductors-DMSs)是通过在传统半导体中掺入少量过渡金属元素或稀土元素离子后形成的。近年来,由于DMSs能够同时应用电子的电荷与自旋属性,因此受到了人们的广泛关注。DMSs在磁、磁光和磁电等方面的优异性质,使其发展成为自旋电子器件等领域的理想材料。作为重要的宽带隙半导体材料之一,SiC具有高热导率、高临界击穿电压、高饱和漂移速率等优异的特性,因此在稀磁半导体材料中具有广泛的应用前景。不同制备方法制备出的SiC基稀磁半导体,其铁磁性具有不同的温度范围,并且铁磁性的形成机制还不是很清楚。获得室温铁磁性,是DMSs得以广泛实际应用的基本前提。最近几年,在工业应用和科学研究中电子器件的小型化,使得一维半导体材料比薄膜材料更具有应用前景。纳米材料作为光电子器件的基础材料得到了广泛研究,并且稀磁半导体纳米线兼顾了电子的自旋属性使得其在纳米自旋器件方面具有重要的应用。本文中,我们采用气-固(VS)生长法制备了Fe掺杂的3C-SiC纳米线,并对样品的结构与磁性进行了表征分析。离子注入技术可以有效的将磁性离子掺入半导体晶格中,并且由于离子注入技术可以进行选定区域掺杂,因此受到了人们的广泛关注。本文中,我们分别进行了N离子注入和Cu离子注入6H-SiC单晶,并对样品进行了表征分析。详细研究工作介绍如下:(1)利用高纯一氧化硅、高纯石墨粉、高纯碳纳米管和高纯铁粉为原料,在适当的压强、气流和温度条件下,制备出未掺杂与Fe掺杂的SiC纳米线。采用X射线衍射仪,X射线光电子能谱仪对纳米线进行了物相结构和价键价态分析;利用场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了样品的形貌、微结构特征;通过综合物性测试系统对样品进行了磁性测试分析。研究结果表明制备出的纳米线是3C-SiC。纳米线的直径范围是50-200纳米,长度达到几十微米。结合高分辨透射电子显微镜图谱和选区电子衍射花样表明纳米线的生长方向是[111],晶格条纹间距大约为0.248nm。磁性测试结果显示Fe掺杂SiC纳米线具有室温铁磁性。我们认为Fe的掺杂和缺陷共同影响着局域磁矩和聚集磁化。除此以外,由于纳米线具有较高的表面体积比,其铁磁性的产生也可能与未补偿自旋和表面各向异性有关。(2)对n型6H-SiC(0001)单晶片进行室温160keV N离子注入,注入剂量为2×1016/cm2和1×1017cm-2。为避免沟道效应,注入时样品表面法向与离子束方向偏离7o。将注入后的样品在N2气氛下850oC快速退火10分钟便得到N离子注入6H-SiC单晶样品。通过X射线衍射仪,原子力显微镜,正电子湮没多普勒展宽谱、寿命谱及超导量子干涉仪等对6H-SiC单晶样品的结构、形貌、微结构缺陷以及磁学性能进行了研究。测试结果表明6H-SiC单晶样品离子注入后没有团簇或者第二相的出现,并且样品表面变得粗糙。正电子湮没寿命谱测试结果显示样品中主要的缺陷类型是硅单空位。N离子注入6H-SiC单晶样品的室温铁磁性可能是由于样品中的硅单空位和N替代C原子共同产生的。(3)室温下对n型6H-SiC(0001)单晶片进行能量200keV的Cu离子注入,注入剂量为8×1015/cm2。注入时样品表面法向与离子束方向偏离7o以避免产生沟道效应。样品在N2气氛下850oC快速退火15分钟。X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪测试没有发现与铁磁相关的第二相。正电子湮没寿命谱测试结果表明样品中主要的缺陷类型是硅单空位,并且缺陷浓度在离子注入后增大。Cu离子注入6H-SiC单晶样品的室温铁磁性可能是由于样品中的硅单空位和Cu替代Si原子共同作用的结果。