稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductors,DMSs)是一种由磁性过渡族金属离子或稀土金属离子部分替代非磁性半导体中的阳离子所形成的新的一类半导体材料。它集电子的电荷和自旋于一体,使之具有了半导体的电荷输运特性和磁性材料的信息存储特性,从而使DMS具有了一些奇异的性质。目前,稀磁半导体已经成为了国内外研究的热门课题,而GaN作为宽带隙的半导体材料也受到了人们的关注,并且在理论和实验上都取得了一些成果。但仍存在一个难题——铁磁性的起源问题,一直还存在着争议,没有得到一致的结果。为了对这一问题进一步研究,本文在GaN基DMS材料方面做了一些研究工作。本文采用的是两步法,第一步是制备镓锰(镓铁)氧化物,第二步为高温氨化。1. GaMnN系列样品:溶胶凝胶方法制备一系列改变Mn浓度的样品和利用固相反应法及磁控溅射法制备的Ga0.95Mn0.05N粉体及薄膜样品。所有样品经XRD检测均为六角的纤锌矿结构,并未发现任何杂质相。磁性检测表明:当温度为5K时,两种方法制备的粉体样品仍表现为顺磁特性,且根据居里-外斯定律拟合,得到样品的居里外斯温度均为负值,这表明近邻的Mn离子之间存在着很强的反铁磁相互作用;而Ga0.95Mn0.05N薄膜样品在室温下显示为顺磁性质,要对其磁性有深入的了解还需进一步实验研究。2. GaFeN系列样品:(1)利用磁控溅射方法制备了一系列薄膜样品,经XRD、PL、FTIR等检测手段证实了样品的纤锌矿结构,并未发现任何杂质相;利用XPS谱检测,样品中的Fe处于+2价态;电学性质测量显示所有薄膜样品均为n型导电,室温下的电阻率高达108Ωcm,而且样品的电阻率随Fe浓度的增加而增加。磁性测量显示所有的样品在室温下都具有铁磁性,其铁磁性并非来源于样品中的杂质相,而是样品的内禀性质,可以利用束缚磁极化子的模型来解释;而样品的磁性随Fe浓度的增加单调减小,由于Fe浓度的增加,缩短了Fe离子之间的距离,使得在近邻Fe离子之间铁磁相互作用和反铁磁相互作用的竞争中,反铁磁相互作用逐渐增强,导致了样品的磁性减弱。(2)利用固相反应方法制备了一系列粉体样品, XRD、PL测量显示样品中并未发现任何杂质相,样品均保持了GaN的纤锌矿结构;而磁性测量显示,样品具有室温铁磁性,其铁磁性是属于样品的内禀性质,而非杂质相的贡献,但具体的铁磁性的产生机制还尚不清楚,有待进一步实验探究。