尖晶石结构化合物由于其独特的磁学、光学、电学及催化性能,使其在信息技术、生物技术及自旋电子器件的应用中都有着巨大的潜力。其中铬系尖晶石结构硫化物作为适合在硅衬底上生长的半导体磁性异质结构材料引起了科研人员的极大关注。可是,大部分尖晶石结构化合物的高度绝缘特性限制了其在半导体领域及在光电器件上的发展,尤其是各种以薄膜和异质结构为基础的光电器件。本文研究了CuCr2S4薄膜的电学性质和磁学性质及CuCr2S4@Si异质结构的光电性质和光致磁阻性质。考虑到硅基集成器件在集成电路中发展的必要性,我们在和CuCr2S4晶格差距较小的Si衬底上制备CuCr2S4薄膜,研究CuCr2S4薄膜的电学性质,并构建CuCr2S4@Si异质结器件来研究其侧向光伏效应及硅基集成半导体器件的光致磁阻效应。首先,得到了CuCr2S4薄膜:先制备了CuCr2S4靶材,得到CuCr2S4粉末中的单分子磁矩大小为2.1B/f.u.;通过靶材得到了CuCr2S4薄膜,通过XRD、XPS等薄膜表征手法检测了薄膜质量,并通过XPS确定CuCr2S4价态确定了CuCr2S4中磁性的来源:CuCr2S4中价态分布为Cu+(Cr3+Cr4+)S42-,抗磁性的Cu+占据了尖晶石内部的四面体位点,此价态下Cu离子的3d轨道为满带,为抗磁性,而亚铁磁性的来源是由于占据八面体位点的Cr3+和Cr4+的超交换机制。其次,得到了CuCr2S4薄膜中载流子迁移率=13.13 cm~2V-1s-1,为p型半导体;发现了CuCr2S4@Si单向导电性良好,并在光照下的I-V曲线中发现CuCr2S4@Si异质结构对于900 nm波段光最为敏感,原因是器件中光生载流子主要由Si衬底产生;研究了CuCr2S4@Si样品的侧向光伏性质,发现其线性度较好且分辨率大小为33.5 m Vmm-1,在532 nm的纳秒激光器激发下,并联18Ω大小电阻后得到了1.9μs的半峰宽。最后,得到CuCr2S4薄膜的单分子磁矩为2.6B/f.u.;通过CuCr2S4薄膜在Si衬底和Mg Al2O4衬底下的铁磁共振谱发现同为尖晶石结构的Mg Al2O4衬底相比Si衬底对CuCr2S4薄膜的生长起到了更佳的外延作用,结晶效果会更好;采取了长条结构和科比诺圆盘结构来研究外加磁场后CuCr2S4@Si的光电性能变化,发现器件中的载流子积聚现象会使磁阻效果变差,最后通过科比诺圆盘理想模型对其磁致电阻的影响因素进行了详细的计算,发现在圆盘结构下,等效电阻大小除了与外加磁场有关,还与外环电极内径,中心电极半径和光斑处漂移运动的光生载流子浓度9)有关。实验证明以CuCr2S4制备的硅基器件在光电、磁性及光致磁阻方向均有着优异的性能。