鈷掺雜P型氮化鎵稀磁半導體之研究

The study of Co-doped GaN Diluted Magnetic Semiconductor

黃軍皓(Jyun-Hao Huang)

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(2008年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2008.00435

摘要

摘要

　　本論文的實驗步驟主要先以PECVD的方式先在P型的氮化鎵試片成長一層Si3N4，並利用離子佈植的方式，以72 keV的能量將Co離子摻雜於試片內部，劑量從1×1016 #/cm2至2×1016 #/cm2，並經過700 ℃、800 ℃及900 ℃的溫度於氮氣中退火三分鐘，以移除離子佈植所殘留的缺陷，而鑒於700 ℃至900 ℃的熱處理條件在電性的表現下並沒有很好，因此我們將退火溫度提高到1100 ℃，並且在劑量1×1016 #/cm2以1100 ℃退火ㄧ分鐘的試片，發現其電阻有效的降低。並且以穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope, TEM)作微結構的分析，並利用超導量子干涉儀去(superconducting quantum interference Device, SQUID )作磁性及電性的分析。
　　於實驗的結果中我們發現從劑量1×1016 #/cm2至2×1016 #/cm2，並經過700 ℃、800 ℃及900 ℃退火的試片，在TEM的觀察下，佈植區內部都沒有第二相的產生，在磁性的量測上，於5K的溫度下均有明顯的磁化量，並從M-T曲線也觀察到大部分的樣品其居禮溫度超過300K，顯示其室溫鐵磁性質。然而在劑量1×1016 #/cm2經過1100 ℃退火的試片，在佈植區沒有觀察到第二相的出現，在磁性的表現上除了有室溫的鐵磁性質之外，並在電性的量測上，在50K至250K的溫度下均有觀察到異常霍爾效應，而此效應隨著溫度的提升漸漸地不明顯。

關鍵字

稀磁半導體 ； 氮化鎵

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無資料

並列關鍵字

diluted magnetic semiconductor ； GaN

參考文獻

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