[發(fā)明專利]一種室溫鐵磁磁性半導(dǎo)體材料及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610144496.9
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN105761870B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞瀾;康冶;宋世金;樊堃;胡建立;譚紅琳
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F1/40
• 分類號(hào): H01F1/40;H01L33/26;H01L29/66;H01L27/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公布一種新型室溫鐵磁磁性半導(dǎo)體材料及應(yīng)用，該材料的化學(xué)式為Sr_4?xYb_xCo₄O_10.5(0.6≤x≤1.2)，其居里溫度T_c≈320~335K。采用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法1180℃/24h制備Sr_4?xYb_xCo₄O_10.5(0.6≤x≤1.2)；該材料可以應(yīng)用于自旋場效應(yīng)晶體管、自旋發(fā)光二極管、非易失性存儲(chǔ)器等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公布一種室溫鐵磁磁性半導(dǎo)體材料及應(yīng)用，屬于自旋電子學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)代和未來都是信息主宰的社會(huì)，信息的處理、傳輸和存儲(chǔ)將要求空前的規(guī)模和速度。以半導(dǎo)體材料為支撐的大規(guī)模集成電路和高頻率器件在信息處理和傳輸中扮演著重要的角色。而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天，超大規(guī)模集成電路芯片上的元器件數(shù)按摩爾定律不斷提高，正在接近其極限。隨著單個(gè)晶體管的尺寸不斷縮小，其溝道長度已從以前的微米級發(fā)展到納米級，不僅會(huì)帶來漏電流增加、發(fā)熱量增大和寄生電容效應(yīng)等新的問題，還會(huì)產(chǎn)生一系列難以規(guī)避的量子干涉效應(yīng)，影響期間的性能和可靠性，使進(jìn)一步提高集成度和芯片性能變得困難。磁性半導(dǎo)體材料將是解決上述問題的有效路徑。磁性半導(dǎo)體不僅具有普通半導(dǎo)體的功能，而且還具備了磁性材料的記憶存儲(chǔ)功能，可以用來改變我們現(xiàn)在用半導(dǎo)體集成電路加工處理信用磁性材料做成的磁盤儲(chǔ)存信息的模式。也就是說磁性半導(dǎo)體材料可以將這兩部分功能集于一身，不僅可以縮小器件體積，提高儲(chǔ)存密度，縮短通信時(shí)間，加快運(yùn)行速度，而且可以大大減少耗能。然而只有很少的磁性半導(dǎo)體材料具有室溫鐵磁性，這很大限制了工作環(huán)境，所以室溫鐵磁磁性半導(dǎo)體材料的研發(fā)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種室溫鐵磁磁性半導(dǎo)體材料，其化學(xué)式為Sr_4-xYb_xCo₄O_10.5，0.6≤x≤1.2。

本發(fā)明所述室溫鐵磁磁性半導(dǎo)體材料用于制備自旋場效應(yīng)晶體管、自旋發(fā)光二極管、非易失性存儲(chǔ)器。

本發(fā)明所述室溫鐵磁磁性半導(dǎo)體材料采用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法1180℃/24h制備得到。

本發(fā)明通過在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrCoO₃材料的A位摻雜Yb³⁺，從而達(dá)到調(diào)節(jié)晶體結(jié)構(gòu)的作用，使其形成由16個(gè)鈣鈦礦晶胞（畸變鈣鈦礦晶胞、氧缺失的鈣鈦礦晶胞）組成的超結(jié)構(gòu)，而在這種超結(jié)構(gòu)下，材料表現(xiàn)出鐵磁性。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所述材料制備方法簡單，容易實(shí)現(xiàn)，成本低廉，且在室溫下具有鐵磁性半導(dǎo)體特性，其居里溫度T_c≈320~335K。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)例1~5不同組分Sr_4-xYb_xCo₄O_10.5(x=0.6, 0.8, 0.9, 1.0, 1.2)多晶的磁化強(qiáng)度-溫度曲線。

圖2為本發(fā)明實(shí)例1制備的Sr_3.4Yb_0.6Co₄O_10.5多晶的磁滯回線。

圖3為本發(fā)明實(shí)例2制備的Sr_3.2Yb_0.8Co₄O_10.5多晶的磁滯回線。

圖4為本發(fā)明實(shí)例3制備的Sr_3.1Yb_0.9Co₄O_10.5多晶的磁滯回線。