远离平衡态退火对Mn注入硅结构和性能的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11005005
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    周生强
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    A3003.离子注入及离子束材料改性
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

在半导体中引入磁性是发展半导体自旋电子学的必要条件，GaAs:Mn体系是研究最充分、最透彻的磁性半导体材料。GaMnAs稀磁半导体和GaAs:MnAs纳米混合体都呈现很强的磁输运性质：巨磁阻和反常霍尔效应。硅是半导体工业的基石，在硅材料中引入和GaAs:Mn体系类似的磁现象将有望实现自旋电子学和传统微电子生产线的集成。在我们前期研究中，利用硅材料的传统掺杂手段：离子注入，在硅衬底中合成纳米磁性Mn硅化物，和相应的块材硅化物相比这些纳米晶具有更大的磁化强度和温度相关的记忆效应。在该项目中，我们将采用不同时间尺度（从秒到纳秒）的退火：（1）探索合成磁性最强Mn硅化物纳米晶的注入和退火条件，同时回答Mn硅化物磁性纳米晶能否对硅衬底载流子输运产生影响；（2）研究缩短退火时间能否实现Mn的替位，从而实现Mn在硅中p型能级的激活和载流子与Mn局域磁矩之间的耦合，总结出超短时间退火的最优参数。

结项摘要

在半导体中引入磁性是发展基于半导体的自旋电子学所必需的条件，GaAs:Mn体系是研究最充分、最透彻的磁性半导体材料。GaMnAs稀磁半导体和GaAs:MnAs纳米混合体都呈现很强的磁输运性质：巨磁阻和反常霍尔效应。硅是半导体工业的基石，在硅材料中引入和GaAs:Mn体系类似的磁现象将有望实现自旋电子学和传统微电子生产线的集成，并且相对于GaAs，硅的结构简单，有利于理论建模，有望加深对稀磁半导体这类材料的认识。实现Si基磁性半导体，在Si中实现过渡族元素的过饱和掺杂是需要解决的核心问题。离子注入是一个远离平衡态的物理过程，这个特点使往半导体中掺入高浓度的过渡族元素离子成为可能。当然，离子注入的最大的缺憾是对材料的晶格损伤，这就需要后退火来使材料重新结晶。在退火过程中，检查是否有磁性纳米晶形成，是否有Mn元素的替位效应，是我们在课题中将要研究的主要内容。.该项目的研究工作按计划进行，取得阶段性研究成果简介如下：.（1）比较不同注入条件（常温注入和液氮冷却注入）对材料的影响：液氮冷却注入可以有效抑制Mn硅化物的行程。.（2）比较快速退火和激光退火对Mn注入Si的影响：快速退火生成Mn硅化物磁性纳米晶，具有较大磁矩，激光退火实现了p型掺杂。.（3）检查能否实现Mn替位Si：我们发现两种退火模式都可以实现Si的再结晶，但是无论激光退火或快速退火，在我们尝试的条件内，在卢瑟福背散射沟道实验方法精度内，我们未观察到Mn实现Si替位的现象。.（4）利用X射线吸收技术，我们发现Mn在Si中和在其他半导体材料中（都是Mn注入但未退火条件下）有着本征的区别：在Si中,Mn更多表现为金属性，在Ge或GaAs中，Mn的3d电子表现更强的局域性。.（5）利用该项目支持，我们还进行了另外两项研究，离子辐照GaMnAs磁性半导体调制其磁学性质和在SiC中实现缺陷诱导的铁磁性。利用离子辐照，我们可以补偿GaMnAs中的空穴浓度，改变其居里温度。我们在未掺杂SiC中注入惰性气体离子Ne，在室温下观察到铁磁性，样品的磁性高度依赖与注入剂量：在一个非常窄的剂量窗口内，样品的磁性达到最强。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Tailoring the magnetism of GaMnAs films by ion irradiation
通过离子辐照调整 GaMnAs 薄膜的磁性
  • DOI：
    10.1088/0022-3727/44/4/045001
  • 发表时间：
    2010-12
  • 期刊：
    Journal of Physics D: Applied Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Schmidt, H.;Yao, S. D.;Zhou, Shengqiang;Buerger, D.;Roshchupkina, O.;Akhmadaliev, S.;Rushforth, A. W.;Campion, R. P.;Fassbender, J.
  • 通讯作者：
    Fassbender, J.
Investigation on the structural and magnetic properties of Co+ implanted rutile TiO2
Co注入金红石TiO2的结构和磁性能研究
  • DOI：
    10.1016/j.nimb.2011.11.014
  • 发表时间：
    2012-09
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Cheng, Fengfeng;Ding, Binfeng;Pan, Feng;Yao, Shude;Potzger, Kay;Zhou, Shengqiang
  • 通讯作者：
    Zhou, Shengqiang
Strain in GaAsSb quantum well studied by X-ray diffraction and Rutherford backscattering/channeling
通过 X 射线衍射和卢瑟福背向散射/沟道研究 GaAsSb 量子井中的应变
  • DOI：
    10.1016/j.spmi.2011.02.004
  • 发表时间：
    2011-05
  • 期刊：
    Superlattices and Microstructures
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Zhou, Shengqiang;Yao, Shude;Wu, Mingfang
  • 通讯作者：
    Wu, Mingfang
Unidirectional expansion of lattice parameters in GaN induced by ion implantation
离子注入引起的 GaN 晶格参数的单向扩展
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/20/5/056101
  • 发表时间：
    2011-05
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
  • 通讯作者：
The correlation between structure and magnetism of Ni-implanted TiO2 annealed at different temperatures
不同温度退火的Ni注入TiO2结构与磁性的相关性
  • DOI：
    10.1016/j.jmmm.2011.07.031
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Ding, Binfeng;Cheng, Fengfeng;Pan, Feng;Fa, Tao;Yao, Shude;Potzger, Kay;Zhou, Shengqiang
  • 通讯作者：
    Zhou, Shengqiang

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

带有AlN插入层的GaN薄膜的结构及
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    原子能科学技术2006年第5期
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    侯利娜;姚淑德*;周生强;赵强
  • 通讯作者：
    赵强

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码