中國(guó)粉體網(wǎng)4月23日訊  (Ga,Mn)As同時(shí)具有半導(dǎo)體和鐵磁體的特征，過(guò)去十余年里受到高度關(guān)注，已經(jīng)成為磁性半導(dǎo)體的代表性材料，但是其較低的居里溫度限制了它的實(shí)際應(yīng)用。

    中科院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙建華研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)在提高(Ga,Mn)As居里溫度方面取得了一系列重要進(jìn)展。2011年他們?cè)�采用重Mn摻雜、微納加工和低溫退火相結(jié)合的辦法，將(Ga,Mn)As薄膜居里溫度提高到200K [Nano Lett. 11 (2011) 2584]，改寫了他們之前創(chuàng)造的191K的世界最高紀(jì)錄[Appl. Phys. Lett. 95 (2009)182505）]，把(Ga,Mn)As向?qū)嶋H應(yīng)用推進(jìn)了一大步。

    最近趙建華研究員和博士生俞學(xué)哲等與美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)熊鵬和Stephan von Molnár教授研究組合作，國(guó)際上率先采用Ga液滴自催化方法制備出全閃鋅礦結(jié)構(gòu)GaAs/(Ga,Mn)As核-殼磁性納米線。他們首先利用Ga液滴自催化方法，通過(guò)三相線位移調(diào)控GaAs納米線結(jié)構(gòu)相變，在Si襯底上生長(zhǎng)出純閃鋅礦結(jié)構(gòu)GaAs納米線[Nano Lett. 12, (2012)5436]。在此基礎(chǔ)上，他們成功地制備出全閃鋅礦結(jié)構(gòu)GaAs/(Ga,Mn)As徑向異質(zhì)結(jié)納米線。這種GaAs/(Ga,Mn)As核-殼納米線是通過(guò)低溫分子束外延技術(shù)在Ga自催化生長(zhǎng)GaAs納米線的側(cè)面上外延生長(zhǎng)鐵磁性(Ga,Mn)As而形成的，有效地避免了MnAs第二相的產(chǎn)生以及閃鋅礦與纖鋅礦結(jié)構(gòu)交替不均一晶體結(jié)構(gòu)等問題。全閃鋅礦結(jié)構(gòu)GaAs/(Ga,Mn)As核-殼磁性納米線的成功制備為了解納米尺度(Ga,Mn)As的磁性質(zhì)以及研發(fā)(Ga,Mn)As基半導(dǎo)體納米自旋電子器件奠定了重要基礎(chǔ)。

    這部分工作發(fā)表在近期的《納米快報(bào)》上[Nano Lett., 13 (2013) 1572]。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部的經(jīng)費(fèi)支持。