掺有Mn、Fe等过渡金属元素的Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体(DMS)材料和铁磁/半导体异质结材料,由于其具备半导体和磁性材料的综合特性,可望广泛应用于未来的磁(自旋)电子器件,从而使传统的电子工业面临一场新的技术革命。绝大部分稀磁半导体在远低于常温时就已失去磁性。掺Mn的氮化镓(GaN)基DMS—(Ga,Mn)N的居里温度超过室温,是能实现室温或更高温度下载流子诱导铁磁性的优选材料。本论文的主要工作是在本实验室自行研制的半导体薄膜生长装置(ESPD-U)上,采用电子回旋共振等离子体增强金属有机化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)方法,以高活化氮,氢等离子体为氮和氢源,以三乙基镓(TEGa)作为镓源,研究在蓝宝石衬底上自组织生长(Ga,Mn)N稀磁量子点的初始薄膜低温生长工艺,包括衬底的预处理(氢等离子体清洗、氮等离子体氮化、缓冲层生长),晶质较好的GaN异质外延,以及稀磁半导体GaMnN薄膜的初步生长。另外,在比较近几年实验结果的基础上,通过实验初步探讨了微波功率对于氮化的影响,得到了微波功率对于氮化的“温度窗”。在整个实验过程中,用反射高能电子衍射(RHEED)原位监测膜生长。在实验室以往的最佳清洗条件下,通过改变氢氮等离子体、氮化时间和氮化温度得到了较好的氮化条件,并用GaN缓冲层的生长情况进行验证。通过RHEED、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱和电子探针测试结果的详细分析,得出了较优化的工艺条件,生长出了晶质较好、表面较平整的氮化层和GaN缓冲层,在此基础上采用二茂锰作为锰源,在GaN缓冲层上生长出了具有一定Mn含量且晶质较好的稀磁半导体GaMnN。本论文工作属于国家自然科学基金项目(60476008)研究的一部分。