立方氮化硼材料中缺陷诱导铁磁性的研究
摘 要：综述了氮化硼材料的铁磁性研究现状，重点介绍了氮化硼材料中缺陷诱导铁磁性的理论计算与实验测量的研究进展，同时对立方氮化硼材料铁磁性未来的研究及发展趋势等方面进行了展望。
关键词：氮化硼；铁磁性；缺陷
一、引言
（一）稀磁半导体
1.稀磁半导体的介绍
稀释磁性半导体[1](Diluted Magnetic Semiconductors，DMS)，也称半磁半导体是指在 III-V 族、II-VI 族、II-V 族或 IV-VI 族化合物中，由磁性过渡族金属离子或稀土金属离子部分替代非磁性阳离子所形成新的一类半导体材料。理想的稀磁半导体应具有以下特点：居里温度 TCgt;500K；铁磁性与形成载流子的杂质能带的自旋分裂相关联；可以选择N型和P型掺杂；具有高的迁移率和自旋散射长度；具有磁光效应和反常霍尔效应。由于稀磁半导体材料所具备的半导体和磁性材料的综合特性，使其可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。
2.稀磁半导体的发展现状
以前DMS[2]的研究主要集中在磁性离子引入半导体材料后出现的独特的磁学、电学和磁光性能方面。而当自旋电子学这一全新领域得到飞速发展后，在更广义的情况下，这个新的领域即自旋电子学，它包括那些既不需要外磁场也不需要其他磁性材料而利用 自旋的器件. 如磁阻传感器(MR)，一种包含金属铁磁体的 多层材料，显示出巨磁阻(GMR) 和隧道磁阻特性(TMR)，是今天众所周知的磁电子学器件，而它是基于上述两个自由度之间相互作用的基础之上的。与此同时它也为 DMS 的研究开拓了新的研究领域，这是因为自旋电子器件一般需要使用在常温下保持磁性的半导体，但大部分DMS的居里温度都远远低于室温，从而在常温的环境下失去磁性。具有室温铁磁性的DMS是自旋电子学应用的基础，它是利用载流子的自旋和电荷自由度构造将磁、电集于一体的半导体器件。因而实现自旋电子器件应用的关键技术在于提高材料的居里温度。制备出更多种类的材料和寻找出更广范更适合掺杂的元素来提高稀磁半导体材料的居里温度是当前的首要问题。
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