[发明专利]一种室温铁磁硅锗锰半导体薄膜的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种室温铁磁性硅锗锰半导体薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在多靶共溅磁控溅射真空室中分别装入高纯硅靶、高纯锗靶、高纯锰靶以及高纯本征单晶锗衬底，关闭仓门并抽真空至10^-5 pa；

步骤S2：将高纯本征单晶锗加热至250 ℃，并保持一小时；

步骤S3：预溅射硅靶、锗靶以及锰靶各20 min，溅射功率为50 W，溅射时通入惰性气体，惰性气体的气压为0.5 ~ 1 Pa；

步骤S4：溅射沉积锗过渡层，溅射功率为30 W，溅射时间为2 min，溅射时通入氩气，氩气气压为0.3 Pa；

步骤S5：共溅射沉积锰原子百分比含量为y的Si_1-xGe_xMn_y层，溅射功率为硅靶30 W、锗靶30 W、锰靶20 W，溅射时间为20 min，溅射时通入惰性气体，惰性气体的气压为0.3 ~ 1 Pa；(0.7 ≤ x ≤ 0.8, y ≤ 0.3)

步骤S6：结束溅射，锗衬底继续保持250 ℃温度一小时后，结束锗衬底加热，待多靶共溅磁控溅射真空室冷却到室温，得到沉积态的Si_1-xGe_xMn_y薄膜；

步骤S7：将得到的所述薄膜异质结进行退火，得到Si_1-xGe_xMn_y薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种室温铁磁性Si_1-xGe_xMn_y薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S5中的所述0.7 ≤ x ≤ 0.8, y ≤ 0.3。

3.根据权利要求1所述的一种室温铁磁性Si_1-xGe_xMn_y半导体薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤S5中所述Si_1-xGe_xMn_y层呈非晶态。

4.根据权利要求1所述的一种室温铁磁性Si_1-xGe_xMn_y薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S7中退火的具体方法为：所述Si_1-xGe_xMn_y半导体薄膜在30 s内迅速升温至650~800 ℃，并恒温保持30 ~ 90 s，随后自然冷却至室温。

5.一种如权利要求1~4任一项所述的制备方法得到的Si_1-xGe_xMn_y薄膜具有良好的结晶性和室温铁磁性。

6.一种如权利要求5所述的Si_1-xGe_xMn_y薄膜应用于磁性半导体领域。