稀磁半导体的前景

稀磁半导体兼具半导体和磁性材料的性质，使同时利用半导体中的电子电荷与电子自旋成为可能，为开辟半导体技术新领域以及制备新型电子器件提供了条件。尽管目前对于DMS材料应用的研究尚处于实验探索阶段，但已展示出其广阔的应用前景。如将 DMS材料用作磁性金属与半导体的界面层，实现自旋极化的载流子向非磁性半导体中的注入，可用于自旋 极化发光二极管的制造。而对于某些铁磁层/无磁 层的多层异质结构，如GaMnAs/AlGaAs/GaMnAs 等，通过调节外部参数如温度、电场等，可控制半导 体层中的载流子浓度以及磁性层间的磁耦合，这种特 性能够应用于制造磁控、光控的新型超晶格器件。

理想的稀磁半导体材料应该具备如下的性质:

(1)其TC能达到500K以上,充分保证相关器件的热稳定性和广泛的应用范围(2)材料的载流子浓度足够低,可以很容易通过光或电控制载流子媒介导致的铁磁性(3)材料载流子的迁移率足够高,保证器件运行响应的速率(4)相对于磁离子具体的无规律分布,材料的磁性质足够稳定并且可重复(5)自由载流子平均交换场要足够大,能够产生大的磁阻和大的隧穿磁阻现象(6)具有足够强的磁光效应,保证磁存储信息的光读出(7)集体磁衰减足够弱,保证利用光和输运的自旋传递现象)即利用准粒子激发 *** 作磁化是可行,等等。

稀磁半导体（Diluted magnetic semiconductors, DMS）是指非磁性半导体中的部分原子被过渡金属元素（transition metals, TM）取代后形成的磁性半导体。因为一般掺入的杂质浓度不高，磁性比较弱，因而叫做稀磁半导体，或者半磁半导体。因兼具有半导体和磁性的性质，即在一种材料中同时应用电子电荷和自旋两种自由度，因而引起科研工作者的广泛关注，目前尚处于研究阶段。存在的问题集中于稀磁半导体的磁性来源，倘若研究结果与人设想的相同，则必将给计算机领域带来一场新的革命。