【摘 要】
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采用磁控射频交叠溅射的方法制备了磁性元素Ni掺杂AIN基稀磁半导体薄膜材料,样本成晶质量良好,除了Al0.953Ni0.047N样品存在AlNi3杂相外,其他样品都沿AIN(100)择优取向。Ni成
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采用磁控射频交叠溅射的方法制备了磁性元素Ni掺杂AIN基稀磁半导体薄膜材料,样本成晶质量良好,除了Al0.953Ni0.047N样品存在AlNi3杂相外,其他样品都沿AIN(100)择优取向。Ni成功渗入AIN晶体,部分取代AIN晶格中AI位置,以Ni+3的形式存在。所有样品在室温下均具有铁磁性,且样品的饱和磁矩及矫顽力随Ni掺杂量的增加有增大的趋势,在x=0.082时达到最大为64.5emu/cm3及104Oe。样品的铁磁性不是来源于Ni团簇或Ni的氧化物,而是材料的内禀特性。磁束缚激化子模型比较适合解释样品中的磁性来源。采用磁控射频交叠溅射的方法制备了非磁性元素Mg掺杂AIN基稀磁半导体薄膜材料,随掺杂量的增加薄膜由AIN(002)择优取向变为AIN(100)择优取向,但是当Mg掺杂量增大到一定程度后(x=0.187),AIN晶体沿(100)和(002)方向都有生长,而且薄膜中出现Mg单质相。Mg掺杂量存在临界值,掺杂量过大Mg容易以单质的形态存在,只有掺杂量合适才能实现Mg原子部分取代AIN原子的目的。所有样品都具有室温铁磁性,最大饱和磁矩能达到60.2emu/cm3,最大矫顽力能达到186Oe。样品的铁磁性不是来源于Mg团簇或与Mg有关的磁杂相,而是材料的内禀特性。Mg掺杂后在A1N晶体中引入的缺陷在薄膜铁磁性的来源上扮演重要角色。
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