利用離子佈植法摻雜錳於n型氮化鎵之稀磁半導體性質研究

The study of Mn-implanted n-GaN diluted magnetic semiconductors

劉玉迪(Yudi Liu)

指導教授 ： 開執中 ； 陳福榮

國立清華大學/原子科學院/工程與系統科學系/碩士(2006年)

摘要

本實驗以CVD的方式先在n-GaN材料表面鍍上Si3N4，再利用離子佈植法，將Mn摻雜於n型的GaN材料中，劑量範圍從8x1015cm-2至5x1016cm-2。接著在N2氣氛下，分別進行700℃、800℃、900℃持溫ㄧ分鐘的快速退火，藉由不同的溫度，以SQUID測量不同條件的試片的磁性質，探討退火溫度對於磁性質所產生的影響，且以TEM、EDS觀察檢測材料結構、成份。另外以濕式蝕刻法去除Si3N4，最後在試片表面鍍上電極，以PPMS檢測霍爾效應、磁阻大小。
在SQUID實驗結果中，我們發現試片有明顯的磁訊號，磁化量的大小約在2x10-4emu/cm2以下，而換算為每個Mn離子貢獻的磁矩，其值都小於理論值，飽和磁化量與矯頑磁場會隨退火溫度的不同而改變。而在TEM觀察下，發現析出物的產生且其分布情況隨著退火溫度而有所不同。最後關於電性的量測，PPMS量測出霍爾效應，發現不管是室溫或者低溫，皆只表現出一般的霍爾效應，以及在退火700℃試片、低溫量測時才有發現的負磁阻現象。

關鍵字

稀磁半導體 ； 錳 ； 氮化鎵 ； 離子佈植

並列摘要

無資料

並列關鍵字

DMS ； Mn ； GaN ； ion implantation

參考文獻

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