中文摘要
本工作用离子注入和共蒸发方法制备了过渡金属掺杂的II-VI族化合物CdMnTe和CdMnS，对Mn离子注入MnTe样品进行的HRXRD和阴极荧光测试表明，样品表面形成了CdMnTe层，进而说明样品的铁电性来源于过渡金属替位形成的II-VI三元化合物。在共蒸发形成的CdMnS和Au掺杂的样品中,分别观测到明显的铁电性和铁磁性。制备的样品为多晶结构，高分辨电镜观测表明，在一定条件下制备的样品具有纳米晶结构。在优化制备工艺和热处理条件的基础上，在Si衬底上制备了Co/Au/CdMnS:Au(FM/metal/FM)自旋阀原理型器件，在液氮温度观测到0.06%的磁电阻。此外，对ZnO外延层进行了Co,Li共注入的初步实验，在ZnCoO:Li样品中观测到铁电铁磁性。以上工作表明，过渡金属掺杂形成的三元宽禁带II-VI族化合物，可以获得铁电、铁磁二性共存的体系。初步的器件实验获得了磁性存储效应，为同时实现两种存储效应创造了条件。
英文摘要
Ion implantation and co-evaporation techniques were used to prepare transition metal-substituted II-VI compounds. In Mn implanted CdTe, we observed CdMnTe structure which exhibited ferroelectric properties, which is attributed to the difference in the cation radii of the compound. In CdMnS and CdMnS:Au prepared by co-evaporation, ferroelectricity and magnetism were observed, respectively. The samples are polycrystalline and the preparation process was optimized. A prototype spin valve device was fabricated with a structure of Co/Au/CdMnS:Au and 0.06% magnetoresistance was observed at liquid nitrogen temperature. Ion implantation technique was also used to for co-doping of ZnO with Co and Li, forming ZnCoO:Li, where both ferroelectric and magnetic properties were observed. The results of this project shows promise of using multiferroic properties for fabrication of new memory devices.
结题摘要
本工作用离子注入和共蒸发方法制备了过渡金属掺杂的II-VI族化合物CdMnTe和CdMnS，对Mn离子注入MnTe样品进行的HRXRD和阴极荧光测试表明，样品表面形成了CdMnTe层，进而说明样品的铁电性来源于过渡金属替位形成的II-VI三元化合物。在共蒸发形成的CdMnS和Au掺杂的样品中,分别观测到明显的铁电性和铁磁性。制备的样品为多晶结构，高分辨电镜观测表明，在一定条件下制备的样品具有纳米晶结构。在优化制备工艺和热处理条件的基础上，在Si衬底上制备了Co/Au/CdMnS:Au(FM/metal/FM)自旋阀原理型器件，在液氮温度观测到0.06%的磁电阻。此外，对ZnO外延层进行了Co,Li共注入的初步实验，在ZnCoO:Li样品中观测到铁电铁磁性。以上工作表明，过渡金属掺杂形成的三元宽禁带II-VI族化合物，可以获得铁电、铁磁二性共存的体系。初步的器件实验获得了磁性存储效应，为同时实现两种存储效应创造了条件。