稀磁性半导体的制备方法

分子束外延法

分子束外延（MBE）技术由于其在原子尺度上精 确控制外延膜厚、掺杂和界面平整度的特点，明显优 于液相外延法和气相外延生长法，更有利于生长高质 量DMS薄膜。

采用低温分子束外延（LT-MBE）技术， 能够有效的抑制新相的析出，同时辅助以高能电子衍 射仪（RHEED），监控生长过程中的表面再构过程， 从而对于样品的组分及其性能进行控制。

但是，LT-MBE方法的生长温度过低，从而使 GaAs半导体的一些性质依赖于LT-MBE的某些工艺 条件(例如衬底温度，As过压等)。

金属有机化学气相沉积

MOCVD法利用有机金属热分解进行气相外延生 长，可以合成组分按任意比例组成的人工合成材料， 形成厚度精确控制到原子级的薄膜，从而又可以制成 各种薄膜结构型材料。MOCVD法主要用于制 备Ⅱ-Ⅵ及Ⅲ-Ⅴ族的稀磁半导体。

离子注入法

稀磁性半导体

在对于DMS 材料的研究中，各国科研人员采用 离子注入方法来引入磁性离子。通常加速电压在数百 keV，且退火温度往往高于600℃。

对于常规离子注入，由于注入的离子经过电场的 加速作用而具有一定的能量，衬底温度较高和退火过 程中热动力学因素的影响，使得样品中不可避免地 形成诸如MnGa及MnAs等杂相。因此，采用低能离子 注入及低衬底温度下注入以抑制新相的生成，是一个 具有研究价值的新方法。

激光脉冲沉积

PLD方法较为普遍的应用在氧化物DMS制备中， 如Mn掺杂 ZnO、Co掺杂 等材料。靶材由相关 金属离子的氧化物在高温下烧结而成，如ZnO与按一定比例混合后在900℃煅烧12h，制成陶瓷 靶。生长温度随材料的不同在350～750℃之间变 化。

一般没有退火过程，较为常见的基片包括蓝宝石、 、、及普通玻璃。 利用PLD制备的DMS材料，较易形成磁性离子的 团簇，从而降低材料的实用价值。

其它方法

对于大多数稀磁半导体的体材料来说，较为流行 的方法是布里奇曼（Bridgeman）法。其主要的生长 过程是首先将要生长的材料升温至熔点以上，然后通 过控制熔体降温方式来获得高质量的体单晶。

溶胶-凝胶法也被用来制备某些氧化物DMS的微 粉和薄膜。如韩国科研人员将Zn、Co的醋酸盐溶于 2-甲氧乙醇，做为前驱体，后在700℃空气气氛下快 速退火1min，获得厚度约200nm的Co掺杂 ZnO薄膜。 样品在350K时仍有观察到较为明显的磁滞回线。

磁控溅射法由于工艺简便，性能稳定等特点，可用来制备ZnO:(Co, Fe)，ZnO:(Co, Al)，:Co等DMS 材料。实验表明，该法制备的样品也在室温下发现具有铁磁性。