中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)陈小龙研究员及其领导的功能晶体研究与应用中心一直致力于宽禁带半导体磁性起源问题的研究。最近,他们从实验和理论上证明了双空位导致磁性,首次在实验上给出了直接证据,为通过缺陷工程调控宽禁带半导体的磁性提供了实验基础,相应结果发表在Phys. Rev. Lett. 106, 087205 (2011)上。

  电子同时具有电荷和自旋两种属性,半导体器件利用了电子的电荷属性,大容量信息存储则是基于电子的自旋属性。稀磁半导体为我们提供了同时利用电子的电荷属性和自旋属性的机会,有望带来信息技术的重大变革。近年来,通过3d过渡族元素掺杂制备具有室温铁磁性宽禁带半导体的研究取得了很大的进展,但其磁性的起源一直存在争议。有些过渡族元素掺杂的宽禁带半导体的磁性被认为源于第二相或磁性元素在基体中的偏聚,而并非本征属性。近期,越来越多的证据表明磁性元素并不是导致本征磁性的唯一原因,缺陷在磁性引入中的作用逐渐被人们所认识。