稀磁半导体的磁学机理和物理特性

磁性离子掺入到半导体中替代部分阳离子的位 置形成稀磁半导体，通过局域自旋磁矩和载流子之间 存在强烈的自旋-自旋交换作用，在外加电场或者磁 场的影响下，会使载流子的行为发生改变，从而产生 异于半导体基质的特性。自旋-自旋交换相互作用是 DMS 材料区别于非磁半导体材料的关键，也是形成 各种磁极化子的主要原因。在 DMS 中，交换作用包 括类 s 导带电子和类 p 价带电子同磁性离子的 d 电子 间的交换作用(sp-d 交换作用)和磁性离子的 d 电子间 的交换作用(d-d 交换作用)。

Soalek 等人分析了许多试验结果后发现在 Mn 基 DMS 中，决定交换积分大小的主要是最近邻 Mn2+离 子的距离。实验表明，在 DMS 中磁性离子问的交换

作用是在畸变了的晶格中以阴离子为媒介的超交换作用。 负磁阻效应:

磁性离子掺杂到半导体结构中形成 DMS 后，载 流子自旋和磁性离子自旋之间存在交换耦合作用，磁 性离子自旋可以产生铁磁性极化作用将载流子俘获 在铁磁自旋簇中，形成磁束缚态极子。随着外加磁场 的增加，内部的束缚态磁极化子(BMP)越来越多的被 破坏掉，使更多的载流子被释放出来参与导电。因此， 稀磁半导体样品在低温下呈现负的磁阻效应。 H. Ohno研究了Ga1-xMnxAs的稀磁半导体材料， 随Mn参杂浓度变化，样品呈现金属性及绝缘性能。 实验发现，金属性样品的负磁阻性会随着温度T的降 低而增强，当温度上升到Tc时有最大值出现；绝缘性 样品则是随着温度低于Tc后，仍然有所增强，并且在 低温条件下，磁场对于磁阻的影响会更加显著。 反常霍尔效应 增强磁光效应

磁光效应的增强是 DMS 材料的又一特性，光偏振面的角度变化（法拉第角）可以反映材料内部 d 电 子与 p 及 s 电子之间相互作用的相对强弱。

化学考研半导体主要是这些专业：微电子，微电子与固体物理学，集成电路工程，电子科学技术等。

1、微电子

微电子学专业是以集成电路设计、制造与应用为代表的学科，是现代发展最迅速的高科技应用性学科之一。该专业主要是培养掌握集成电路、微电子系统的设计、制造工艺和设计软件系统，能在微电子及相关领域从事科研、教学、工程技术及技术管理等工作的高级专门人才。

2、微电子与固体物理学

固体物理学（solidstatephysics），是研究固体的物理性质、微观结构、固体中各种粒子运动形态和规律及它们相互关系的学科。属物理学的重要分支，其涉及到力学、热学、声学、电学、磁学和光学等各方面的内容。

3、集成电路工程

集成电路工程领域培养集成电路设计、集成系统设计、集成电路制造、测试、封装、材料制备与设备制造等方面的高级技术人才，掌握解决集成电路工程领域技术问题的先进方法和现代手段，具有创新意识和独立承担解决工程技术或工程管理等方面实际问题的能力。

4、电子科学技术

本专业学生要求在物理学、工程数学、电子学等方面掌握扎实的基础理论，在电子材料与元器件、微电子器件、光电子器件、物理电子器件、电路与系统等方面接受设计、制造及测试技术的基本训练。

掌握文献资料检索的基本方法，具有较强的本专业领域实验技能与工程实践能力，初步具有研究、开发新系统和新技术的能力。

半导体考研就业前景

半导体行业是个资金和技术双高密度投入的行业，竞争激烈，准入门槛高，工作压力大，但是产品需求量大，发展前景好，是朝阳产业，高新技术产业，就业前景非常好。

现在国内整个行业确实缺人，行业发展前景以目前国内在半导体产业链的水平来和国际最先进的水平对比来看，即使在最理想的情况下，想赶上国际先进水平也还要更多高级人才加入，芯片作为科技的核心，必然是国家重点关注。