【外延论文】具有高饱和磁化率和低矫顽力的室温铁磁性半导体 Fe 掺杂β-Ga₂O₃ 薄膜

        近期，由四川大学的研究团队在学术期刊Nanoscale发布了一篇名为Room-temperature ferromagnetic semiconductor Fe-doped β-Ga₂O₃ thin films with high saturation magnetization and low coercivity（具有高饱和磁化率和低矫顽力的室温铁磁性半导体 Fe 掺杂β-Ga₂O₃ 薄膜）的文章。

摘要

        在具有超宽禁带宽度和高电击穿强度的β-Ga₂O₃ 中，出现的新兴铁磁性为制造强大的自旋电子器件提供了机会。然而，该材料面临的一个重要障碍是低饱和磁化强度，这限制了其在磁性器件中的实际应用。在本研究中，利用聚合物辅助沉积法合成了大面积Fe掺杂β-Ga₂O₃ 稀磁半导体（DMS）薄膜，并研究了Fe掺杂对其结构和磁性特性的影响。显著地，最优样品在300 K时表现出高达70 emu cm⁻³的饱和磁化强度，远高于之前报道的稳定氧化物DMS薄膜，同时在300 K时矫顽力仅为12 Oe。进一步分析表明，样品展现了典型的束缚磁极化子（BMP）模型，高饱和磁化强度源于BMPs之间强烈的铁磁耦合，该耦合由Ga空位增强。具有高饱和磁化强度和低矫顽力的Fe掺杂β-Ga₂O₃ 薄膜有望为相关半导体自旋电子学提供一个有前景的平台。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D4NR02869D