Mn离子注入Si材料的结构分析及磁学性质

作者：郭立平 欧阳中亮 彭国良 叶舟 黎明 彭挺 ...离子注入衍射花样

摘要：采用剂量分别为1×10^16（1E16），3×10^16（3E16）和5×10^16cm^-2（5E16）的Mn离子注入方法制备Si基稀磁半导体样品．利用透射电子显微镜（TEM）和交变梯度磁强计（AGM）对不同剂量的样品退火前后的结构和磁学特性的变化进行了表征．实验发现，退火前，只有5E16样品出现球状偏析物，其直径在5nm左右，但也有个别直径15nm左右的大团簇．N2环境下800℃退火5min部分修复了1E16样品注入区域的晶格损伤，并使该剂量样品出现偏析物，直径多在10nm左右．衍射花样分析表明该偏析物为具有晶面间距0．333，0．191和0．163nm的微晶，这说明该微晶最有可能是MnSi1,2．退火前，样品饱和磁化强度随注入剂量增大而显著增强，但从3E16到5E16增速放缓，退火使低剂量样品磁性大幅减弱，说明偏析物不利磁性增强．

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