GaN和GaSb基稀磁半导体、肖特基结的制备及其性质研究的开题报告.docx

GaN和GaSb基稀磁半导体、肖特基结的制备及其性质研究的开题报告
一、项目背景与研究意义
稀磁半导体是指在晶体中同时存在自旋磁矩和带隙的材料，其具有广阔的应用前景。目前，稀磁半导体主要分为两类：稀磁氧化物和稀磁半导体。其中，稀磁半导体在应用方面具有更广阔的前景，如半导体磁记忆元件、磁场传感器等。
在已有的稀磁半导体材料中，GaN和GaSb是比较有前途的两种。他们分别属于III-V族和II-VI族半导体材料，具有优异的电学性能和物理特性。同时，基于GaN和GaSb的磁性材料也成为了稀磁半导体中的研究热点之一。此外，由于其稀磁性和优良的电学性质，GaN和GaSb材料在磁性控制和量子调控等领域也有巨大的应用前景。
肖特基结与稀磁半导体也是密不可分的。在稀磁半导体中，电子旋转与晶格自旋耦合，因此可以通过肖特基结的建立实现电子的自旋分离，从而产生自旋电流和自旋干涉效应。同时，稀磁半导体/非磁性金属、稀磁半导体/铁磁金属、稀磁半导体/晶格自旋极化材料等三种界面结构的磁性也是当前研究热点之一。
因此，本项目旨在探究GaN和GaSb基稀磁半导体以及其肖特基结的制备方法及其性质，并为该领域的发展和实际应用做出贡献。
二、研究内容和方法
1.研究内容
(1)GaN和GaSb基稀磁半导体的合成和表征
可通过分子束外延、金属有机气相沉积、物理气相沉积等方法制备GaN和GaSb基稀磁半导体，我们将选取其中较适宜的方法，并结合X射线衍射仪、透射电镜、磁性测试仪等表征工具对材料的结构和性能进行分析。
(2)GaN和GaSb肖特基结的制备和电学性能测试
通过有机金属分解、离子注入和分子束外延等方法制备GaN和GaSb肖特基结，并通过电子显微镜、扫描隧道显微镜、四探针测试等设备测试其电学性能。
2.研究方法
本项目主要采用以下方法进行实验研究：
(1)合成方法：我们将采用分子束外延、金属有机气相沉积、物理气相沉积等方法制备GaN和GaSb基稀磁半导体，并根据实验表征结果选取其中最适宜的方法。
(2)表征方法：通过X射线衍射仪、透射电镜、磁性测试仪等表征工具对材料的结构和性能进行分析。
(3)制备肖特基结方法：我们将采用有机金属分解、离子注入和分子束外延等方法制备GaN和GaSb肖特基结，并结合电子显微镜、扫描隧道显微镜、四探针测试等设备测试其电学性能。
三、项目预期成果及意义
1.项目预期成果
完成GaN和GaSb基稀磁半导体的合成和表征，探究其材料特性；制备GaN和GaSb肖特基结，并研究其电学性质和磁学性质。
2.研究意义
本项目可以为稀磁半导体的制备方法和应用提供基础实验研究；同时，也有助于肖特基结的实际应用研究，为稀磁半导体在量子控制、磁性控制等方面的应用提供新思路和新方法。从长远的角度来看，本项目也有助于推动稀磁半导体领域的进一步发展和实际应用。