在现代信息技术中，信息处理是通过控制电子的电荷来实现的，而信息(数据)的存储利用的则是电子的自旋。如果能够同时利用电子的电荷和自旋两种信息载体，就有可能引导出全新的信息处理和存储模式。目前，一种基于现代半导体技术而又将对其产生强大冲击的新材料：稀磁半导体(DMS)，由于其许多新颖的特性，如法拉第旋转，巨磁阻，磁光效应等，正在日益激起人们的兴趣。当前研究稀磁半导体的主要方法是对半导体进行过渡元素的掺杂。这种掺杂方法可能通过两种不同的机制来实现载流子的自旋极化：一是以O离子为中介，使得其近邻的掺杂过渡族磁性离子之间形成双交换作用，从而得到可以迁移的自旋极化的载流子;二是通过过渡族金属离子的d电子与基体半导体的sp载流子之间的强关联相互作用，从而使得半导体能带结构中的导带产生自旋交换劈裂，形成自旋多子和自旋少子，获得自旋极化的载流子。 因为传统的半导体工业是以Si材料为基础的，所以基于Ge的磁性半导体容易实现与当前半导体工业的集成而具有更广泛的使用价值。而且理论预言基于Ge的磁性半导体的居里温度可以高达400K，世界上有不少研究组在研究它。目前为止，这些研究组在Ge中掺杂Mn的磁性半导体方面所取得的结果很不相同。室温显示磁性的Mn<,x>Ge<,1-x>磁性半导体也取得了一些进展，但被证昵是MnGe铁磁性化合物引起的。Y.D.Park等人报道了居里温度在25K到116K之间的Mn<,x>Ge<,1-x>磁性半导体，观测到反常霍尔效应并且能通过外加电压来控制样品的磁性。A.P.Li等人将Park等人测得的居里温度解释为场致效应的结果。无论如何，利用磁控溅射方法来制备高浓度掺杂Mn<,x>Ge<,1-x>磁性半导体还没有任何进展。 我们在衬底水冷下，通过磁控溅射制备了高掺杂的纳米尺寸的(Ge／Mn)<,60>复相结构。XRD结果没有任何衍射峰，说明样品为非晶或者多晶。尽管是一层一层周期沉积的，通过TEM测量我们发现，制备态样品实际上是由非常均匀的纳米晶组成的，不呈层状结构．这证明，在制备过程中，Ge与Mn之间存在非常强的相互扩散。由于在水冷条件下沉积，每层Ge和Mn都很薄，二者很容易相互渗透；另一方面，低温生长是一个热的非平衡过程，使Mn在Ge中有更高的溶解度，因而能够提高膜的磁矩。另外，低温生长和交替沉积可以阻止晶粒长大。尽管我们的(Ge／Mn)<,60>的结构和成分在纳米尺度上是均匀的，但也有可能会由于交替沉积而在亚纳米尺度上存在一些Mn的聚集区(并不是Mn的团簇)。这种亚纳米尺度上的不均匀性也有可能得到Mn<,x>Ge<,l-x>磁性半导体。 磁性测量表明，我们的样品都具有磁性。Ge的厚度为0.6rim的样品在5K下，矫顽力高达30000e，并且随着温度的升高矫顽力迅速变小甚至消失。这个样品的磁矩在5K下为319即妇。平均到每个Mn原子相当于1．041awMn：但是理论计算得到的Mn<,x>Ge<,l-x>磁性半导体中每个Mn原子的磁矩应该是3μB，因此我们猜测只有三分之一的Mn原子对样品的磁性有贡献。这些与Y D．Park等人的结果是相同的。 <,x> 样品的R-T特性显示出明显的半导体特性，在研究了lnR和T<-1/2>忱的关系后发现，在低温25K左右以下，样品中电子的导电机理是变程跃迁。然后分析了lnR和1/T的关系，发现在50K～90K左右温度范围内导电机理是半导体载流子的热激活模式。而在25K～50K左右范围内我们判断是两种导电机理共同作用的结果。 同时样品表现出明显的反常霍尔效应，说明样品是铁磁性的，而且可以看到样品的居里温度大概在50～100K之间，随着Mn含量的减少其居里温度也是降低的，这也说明样品的磁性并非来源于已知的MnGe磁性化合物。我们认为样品的磁性应该是来自于亚纳米尺度下的非匀质Mn<,x>Ge<,l-x>磁性半导体。