[发明专利]一种磁性锗硅GeSi 量子环及其制备方法无效
申请号: | 201210182400.X | 申请日: | 2012-06-05 |
公开(公告)号: | CN102655209A | 公开(公告)日: | 2012-09-05 |
发明(设计)人: | 马锡英 | 申请(专利权)人: | 苏州科技学院 |
主分类号: | H01L43/12 | 分类号: | H01L43/12;H01L43/02 |
代理公司: | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人: | 陶海锋 |
地址: | 215011 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 磁性 gesi 子环 及其 制备 方法 | ||
1.一种磁性GeSi 量子环的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)化学气相沉积锗硅量子环
对硅衬底表面依次用丙酮、乙醇、去离子水超声波清洗,再用质量浓度为5%HF酸溶液浸泡20~30分钟,去掉Si表面的天然氧化层后,用去离子水冲洗、氮气吹干,表面清洁和预处理;
将经预处理后的硅衬底放进沉积室衬底支架上,反应室抽真空至1×10-5 Pa, 衬底温度升到500~550℃,通入Ar,在射频电压700~800V、压强50~70 Pa的条件下形成Ar等离子体,轰击Si衬底表面20~30分钟,对Si表面进行清洁处理;
将衬底温度升高到600~650℃, 通入锗烷和氩气,两种气体反应比例为1: 10~20,反应室压强控制在80~100 Pa;在700~900V射频作用下,GeH4 分解的Ge原子、H+、氢原子、Ar原子混合的等离子体,锗原子扩散到硅片上,进一步迁移、成核,并通过范德瓦尔斯吸引力吸引其它锗原子形成GeSi应变形成量子点,生长时间20~30分钟;再将对已形成的锗量子点在900~650℃的温度下快速退火,形成GeSi量子环结构;
(2)Mn掺杂
开启磁控溅射系统,将高纯锰靶对准样品表面,通入氩气,在700~900V射频作用下溅射锰靶,在锗硅量子环中均匀掺入Mn,掺杂时间5~10分钟;
在600~800℃温度下热快速退火30~40V分钟,待反应室冷却到室温后取出样品,即得到一种磁性GeSi 量子环。
2.按权利要求1制备方法得到的一种磁性GeSi 量子环,其特征在于:量子环表面呈对称的平面环形形状,平均直径为100~150 nm,环宽为20~50nm,密度为0.5×109~5.0×109cm-2;量子环在室温下的饱和磁化强度为10-5~10-4emu/g,剩磁为10-5~10-4 emu/g。
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