Mn掺杂Ge/Si基稀磁半导体薄膜的磁性研究的开题报告摘要稀磁半导体薄膜是一种新型的材料，在磁电子器件、自旋电子学领域中具有广阔的应用前景。本文通过Mn掺杂Ge薄膜和Mn掺杂Si薄膜的生长，在掺杂不同浓度下，研究了其在室温下的磁性质。通过磁性测试，我们发现，掺杂浓度低于2%时，样品表现出铁磁性，并随掺杂浓度的增加，表现出铁磁性到亚铁磁性的转变。同时，研究还发现，Mn掺杂Ge薄膜和Mn掺杂Si薄膜在磁性质上存在差异，这种差异可能是由于晶格结构的不同所造成的。关键词：稀磁半导体薄膜；Mn掺杂；磁性研究；Ge/Si基。1.研究背景稀磁半导体材料是一种兼具半导体和铁磁性质的材料，具有磁电子器件、自旋电子学等领域的广泛潜力。稀磁半导体材料通常是通过在半导体中引入磁性原子来获得磁性质，其中Mn掺杂是最常用的方法之一。掺杂Mn的半导体的典型例子有Ga1−xMnxAs和In1−xMnxSb等。Ge和Si是两种典型的半导体材料，因其丰富的物理和化学性质，也是稀磁半导体材料研究的重要对象。2.研究目的本文旨在通过Mn掺杂Ge和Si薄膜的生长，研究它们的磁性质，并探寻不同掺杂浓度下它们的磁性质变化规律，并尝试解释其原因。3.研究内容本文将通过以下几个方面完成研究：3.1Mn掺杂Ge和Si薄膜的制备采用分子束外延（MBE）技术，通过在Ge和Si表面依次蒸镀Mn，生长Mn掺杂Ge和Si薄膜。掺杂浓度将分别为1%、2%和3%。3.2样品结构和性质的表征通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等方法，对样品的结构和形貌进行表征。通过磁性测试，研究样品在室温下的磁性质，并探究掺杂浓度对其磁性质的影响。3.3结果分析和讨论基于磁性测试结果，分析Mn掺杂Ge和Si薄膜在不同掺杂浓度下的磁性质变化规律，并尝试探究其原因。同时，比较Mn掺杂Ge和Si薄膜在磁性质上的差异，并尝试解释其原因。4.研究意义本研究通过制备Mn掺杂Ge和Si稀磁半导体薄膜，研究了其在室温下的磁性质，并探讨了掺杂浓度对其磁性质的影响。这对于深入理解稀磁半导体材料的物理性质具有重要意义，同时，也为该材料在磁电子器件、自旋电子学等领域的应用提供了新的思路和方法。参考文献：[1]OhnoH.Makingnonmagneticsemiconductorsferromagnetic[J].Science,1998,281(5379):951-956.[2]DietlT,OhnoH.Diluteferromagneticsemiconductors:Physicsandapplications[M].ElsevierScience,2013.[3]ZhangK,TanakaM,MatsukuraF.FerromagneticsemiconductorGe1−xMnx:Growth,structuralandmagneticproperties[J].Journalofcrystalgrowth,2007,299(1):55-58.