[發明專利]基于離子束濺射技術制備尺寸均勻、高密度MnGe量子點

在審

• 申請號: 201710961657.8
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN108004518A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 王茺;李廣洋;王榮飛;楊杰;邱鋒;楊宇
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: C23C14/46
• 分類號: C23C14/46;C23C14/18;C23C14/06
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本發明涉及離子束濺射生長高密度、尺寸均勻的自組織生長Mn0.036Ge0.964 量子點，屬于半導體量子材料的制備技術領域。本發明采用離子束真空濺射技術，使用獨特的制靶技術，制備GeMn合金靶材，在Si基底材料上生長Mn0.036Ge0.964量子點，獲得密度較大的Mn0.036Ge0.964量子點材料。有效解決了常規技術制備Mn0.036Ge0.964量子點材料存在的成產成本高、工藝復雜，難以適應商業化、大規模生產的需要。使用離子束濺射生長制備的自組織Mn0.036Ge0.964量子點材料的技術有效降低成本、簡化工藝，是制備Mn0.036Ge0.964量子點材料一種簡易而高效的方法。

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，涉及一種基于離子束濺射技術生長小尺寸、高密度Mn0.036Ge0.964 量子點的技術。

背景技術

傳統的半導體工業是以Si材料為基礎， IV族半導體Ge材料中能夠過摻入磁性金屬過渡元素形成稀磁Ge半導體，不僅具有較高的居里溫度（TC）、良好的電子傳輸性能，還與目前廣泛應用的Si基半導體工藝兼容。故基于Ge和Si稀磁半導體材料由于更容易實現與現代半導體工業的集成而具有更廣泛的應用前景。相對比傳統的半導體器件，自旋電子器件具有速度更快、能耗更低、體積更小等優點，且由于在電子和空穴的基礎上加入了信息傳輸的電子自旋，將形成多載流子的現象，這就延伸了傳統半導體的功能及應用領域。

MnxGe1-x量子點由于在尺寸和量子限制效應帶來的顯著物理特性，對載流子傳輸、自旋壽命、自旋相互作用、提高鐵磁性有一定的影響。當前生長制備MnxGe1-x量子點主要方法有MBE、離子注入等方法。但是使用MBE技術生長制備MnxGe1-x量子點耗時較長并且價格昂貴，而使用離子注入技術生長制備MnxGe1-x量子點又會引入大量缺陷，如若進行高溫退火，亦容易引入大量第二相團簇生成。使用離子束濺射生長MnxGe1-x量子點，由于離子束濺射技術其生長速度較快，制備工藝簡單，使用和維護成本低，且成本低廉、易于產業化，因此離子束濺射技術成為減少生長MnxGe1-x量子點生產成本、簡化工藝、加快推廣應用的主要技術。