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稀磁半导体（Dilute Magnetic Semiconductors,DMSs）是一种优良的自旋电子学的后备材料,已成为当今微电子科学的热点。它有着半导体的能带结构,而且晶格常数也与基体半导体类似,不仅在制造器件时能够很好的和现有的半导体技术兼容,而且兼有磁性材料的特性。但是对其磁性研宄一直有一些难题没有攻克,例如制备居里温度高于室温的DMS,并对其铁磁耦合机制进行阐明。氧化镓（Ga2O3）一种III-V族宽禁带半导体材料,其禁带宽度为4.9 eV,其优异的导电性和发光性能长期以来一直引起关注。β-Ga2O3材料具有巨大的工业应用发展空间,如果能通过离子注入掺杂使其具备室温铁磁性,使其不但具有半导体的性质而且兼顾磁性材料的性质,将成为一种新型的稀磁半导体材料,Ga2O3基稀磁半导体材料的应用也将迎来一个全新的发展。离子注入技术可控性更高,整个注入过程,注入深度、离子浓度、能量选择、注入离子分布可以得到很好的控制,结合这些优势,可利用离子注入技术将过渡金属离子注入β-Ga2O3衬底以制备DMS,并研究体系的磁学特性。首先,在注入剂量为5×1014 cm-2,1×1015 cm-2和5×1015 cm-2的Mn注入β-Ga2O3衬底中观察到居里温度高于室温的铁磁性。零场冷却（ZFC）和场致冷（FC）曲线的温度依赖性揭示了可能源于Mn离子和氧空位分布的叠加相。拉曼光谱显示注入样品中的GaO4四面体和GaO6八面体的变形,GaO4四面体的变化趋势与具有饱和磁化强度和矫顽力的值有关。Mn离子的分布由SIMS分析确定,并用于解释铁磁耦合机制以及PL光谱。此外,我们研究了体系中的交换偏置效应。通过理论分析,我们认为杂质带交换模型适合于解释实验中观察到的室温铁磁性。研究了54Cr+离子注入β-Ga2O3单晶中的室温铁磁性。在注入β-Ga2O3衬底的剂量为5×10144 cm-2,1×10155 cm-2和5×10155 cm-2的三种样品中观察到居里温度高于室温的铁磁性,其饱和磁化强度分别为0.00018 emu/g,0.0005 emu/g和0.0082 emu/g。零场冷却（ZFC）和场冷（FC）曲线的温度依赖性显示出可能源自Cr离子和氧空位分布的叠加相。XRD衍射图谱显示了有新的化合物CrO2生成。拉曼光谱显示了注入样品中GaO4四面体和GaO6八面体的失真,GaO4四面体的变化趋势与饱和磁化强度和矫顽力的值有关。类似于Mn注入后的材料,氧空位形成离域杂质带并耦合Cr阳离子,是对高于室温铁磁性的合理解释。