２００７年９月
半导体学报
ＣＨＩＮＥＳＥＪｏＵＲＮＡＬＯＦＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ
Ｖ０１．２８
ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＳｅｐ．，２００７
Ｃｒ掺杂ＩｎＡｓ自组织量子点的分子束外延生长及磁性质＊
郑玉宏１赵建华ｋ’毕京锋１王玮竹１邓加军１’２夏建白１
（１中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室，北京（２中国科技大学物理系，合肥２３００２６）
１０００８３）
摘要：利用低温分子束外延技术制备了Ｃｒ掺杂的ＩｎＡｓ铁磁性自组织量子点．高分辨电子显微镜分析表明ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点保持了较好的闪锌矿结构．超导量子干涉仪磁性测量表明ＩｎＡｓ：Ｃｒ自组织量子点的铁磁转变温度超过
４００Ｋ．
关键词：稀磁半导体，铁磁性，分子束外延
ＰＡＣＣ：７５５０Ｐ；７５５０Ｄ；８１１５Ｎ
中图分类号：ＴＮ３０４．２
文献标识码：Ａ
文章编号：０２５３－４１７７（２００７）ＳＯ－０２１１—０４
１
引言 １９９２年利用低温分子束外延技术（ＬＴ－ＭＢＥ）生长的ＩＩＩ．Ｖ族半导体（Ｉｎ，Ｍｎ）Ａｓ中载流子做媒 介的铁磁性的发现Ｅ１］，尤其是随后（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ的 铁磁转变温度实现了１１０Ｋ的突破［２］，激起了人们研究ＩＩＩ．Ｖ族稀磁半导体的极大兴趣．稀磁半导体有望同时实现信息的存储和处理，因而在自旋电子学领域有着广阔的应用前景．然而即使经过退火， （Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ的铁磁转变温度最高也只能达到 １７３Ｋ［３１，远低于室温，致使其目前尚无法在实际中应用．根据空穴做媒介的铁磁交换作用理论［４］，较小晶格常数及较大空穴有效质量的晶体会具有较高的铁磁转变温度，这使得（Ｇａ，Ｍｎ）Ｎ［５］，（Ｇａ，Ｍｎ）ＰＬ６ｊ等稀磁半导体受到较多的关注．而对于窄禁带材料来说，除了最早用非平衡方法制备的材料（Ｉｎ，Ｍｎ）Ａｓ外［７］，（Ｉｎ，Ｍｎ）Ｓｂ也受到了一定的关注［８．９］．但由于较大的晶格常数和较小的空穴有效质量，它们的铁磁转变温度都比较低． 量子点因为其独特的物理性质而得到了广泛的研究．量子点激光器有着许多潜在的优异特性，如较好的温度特性、高的增益和低的阈值电流密度等［１０￣１２］．量子点在红外探测器领域也有诸多优点，如可以吸收垂直入射光、高的探测效率及高的工作温度等［１３，１４］．相对于传统量子点，铁磁性量子点也 有着特殊的用途，借助于它可以很容易实现对自旋的操作，从而在未来固态量子计算和量子通讯中发挥重要作用［１引．迄今为止，关于稀磁半导体研究的工作大部分集中于薄膜样品，只有为数不多的几个 小组生长了Ｍｎ掺杂的ＩｎＡＳ铁磁性量子点［１６￣２０１．本文将介绍ｃｒ掺杂的ＩｎＡＳ铁磁性自组织量子点 的分子束外延生长、结构及磁性质． ２实验 我们在一套Ｖ８０ＭＡＲＫＩ系统上利用低温分子 束外延技术在半绝缘ＧａＡｓ（００１）衬底制备了Ｃｒ掺杂的ＩｎＡｓ自组织量子点．在整个生长过程中，利用 反射式高能电子衍射仪（ＲＨＥＥＤ）原位观察生长表面的重构，利用Ｗ．Ｒｅ热电偶监测生长温度．衬底在预备室除气后送到生长室中进行脱氧，脱氧温度为５８０℃，然后降温至５６０℃生长厚度为３００ｎｍ的 ＧａＡｓ来平滑衬底的表面．最后衬底降到２５０℃进行ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的生长．生长过程中Ａｓ４：Ｉｎ束流比为８０：ｌ，ＩｎＡｓ生长速率为０．０４８ＭＬ／ｓ．首先生长２ＭＬ的ＩｎＡｓ润湿层，然后直接打开Ｃｒ源炉挡板进行ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的生长．我们利用原子力显微镜 （ＡＦＭ）及高分辨电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）对所生长的材料进行了结构分析，利用超导量子干涉仪（ＳＱＵＩＤ）测量了它们的磁性质． ＊国家自然科学基金（批准号：１０３３４０３０，１０４２５４１９，９０３０１００７，６０５２１００１）及国家重点基础研究专项基金（批准号：２００１ＣＢ３０９５）资助项目 ｔ通信作者．Ｅｍａｉｌ：ｊｈｚｈａｏ＠ｒｅｄ．ｓｅｍｉ．ａｃ．ｃｎ
２００６．１２．３０收到 ⑥２００７中国电子学会 ２ｌＺ 半导体学报 第２８卷 ３结果与讨论 图１为ＩｎＡｓ：Ｃｒ自组织量子点形成时较典型的ＲＨＥＥＤ图像．ＲＨＥＥＤ图像显示生长ＩｎＡｓ润湿层时表面为（１Ｘ１）重构，而当Ｃｒ挡板打开后，条纹开始变断并出现点状（１Ｘ１）重构．在生长ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点过程中，点变大且明亮．为了观察ＩｎＡｓ：Ｃｒ生长过程中Ｃｒ是否像Ｍｎ在ＩｎＡｓ：Ｍｎ中那样扮演表面活性剂的角色Ｅ１７，２１］，我们固定Ｉｎ和Ｃｒ的束流和，生长了不同Ｃｒ浓度的ＩｎＡｓ：Ｃｒ样品，发现量子点尺寸随Ｃｒ浓度的变化较为复杂，Ｃｒ作为表面活性剂的可能性较小，需要进一步实验来确定．我们也生长了相同Ｃｒ浓度（Ｃｒ：Ｉｎ＝０．１８），不同ＩｎＡｓ：Ｃｒ沉积量的样品Ａ，Ｂ，Ｃ和Ｄ来研究量子点的形成过程．从图２可以清楚地看到量子点生成演化过程．样品Ａ中ＩｎＡｓ：Ｃｒ的沉积量为７．１２ＭＬ，生长过程中ＲＨＥＥＤ图已成点状，但从图２（ａ）还看不出有明显量子点的迹象．样品Ｂ（图２（ｂ））中ＩｎＡｓ：Ｃｒ的沉积量为１０．８０ＭＬ，可以看到量子点开始形成，到图２（ｃ）样品Ｃ的１４．４８ＭＬ，量子点密度已较大，大约有４Ｘ１０９ｃｍ～，但尺寸都较小．从图２（ｃ）到图２（ｄ）可以看出这一阶段量子点的生长只是尺寸上的增加，而量子点的密度基本保持不变．为了研究所生长量子点的结构，对样品Ｄ进行了高分辨透射电镜（ＨＲＴＥＭ）的测试，图３即为样品Ｄ的ＨＲＴＥＭ图．从图３可以看出量子点内部仍保持着闪锌矿结构，界面处结构也较好，表明ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点较好地外延在ＧａＡｓ缓冲层上．但从图中也可以看出，量子点内部也出现了层错等缺陷，这与材料在低温下生长及Ｃｒ掺杂浓度较高有关．图３中的量子点底部横向尺寸约为１９ｎｉｎ，高约为１０ｎｍ，是我们能够观测的区域内的一个较大的量子点（不是最大），但相比于ＡＦＭ图观测到的量子点的平均尺寸：底部横向尺寸约为１３０ｎｍ和高约为２７ｎｍ要小 图２ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的１ｐｍＸ１弘ｍＡＦＭ图在ＧａＡｓ（００１）缓冲层上先生长２ＭＬ的ＩｎＡｓ，然后分别生长不同厚度的ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点（ａ）样品Ａ，７．１２ＭＬ，（ｂ）样品Ｂ，１０．８０ＭＬＩ（ｃ）样品Ｃ，１４．４８ＭＬ；（ｄ）样品Ｄ，１８．１６ＭＬＦｉｇ．２１肛ｍｘ１弘ｍＡＦＭｉｍａｇｅｓｏｆＩｎＡｓ：Ｃｒｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ２ＭＬＩｎＡｓｗｅｔｔｉｎｇｌａｙｅｒｗａｓｆｉｒｓｔｌｙｇｒｏｗｎ，ｔｈｅｎＩｎＡｓ：Ｃｒｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓｗｅｒｅｇｒｏｗｎ（ａ）ＳａｍｐｌｅＡ，７．１２ＭＬ；（ｂ）ＳａｍｐｌｅＢ，１０．８０ＭＬ；（ｃ）ＳａｍｐｌｅＣ，１４．４８ＭＬ；（ｄ）ＳａｍｐｌｅＤ，１８．１６ＭＬ 很多．这主要是由于从ＨＲＴＥＭ图看到的“量子点”只是量子点的截面图，而这个截面很难控制到刚好是通过正中心的最大的截面．而且由于制样的原因，每次测试能观测到的区域内量子点数目要远少 图１ＩｎＡｓ：Ｃｒ自组织量子点形成时的ＲＨＥＥＤ图像Ｆｉｇ．１ＲＨＥＥＤｐａｔｔｅｒｎａｆｔｅｒｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅＩｎＡｓ：Ｃｒｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｅｄｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ 图３样品Ｄ的高分辨透射电镜图样品Ｄ的结构为：先生长２ＭＬ的ＩｎＡｓ润湿层。
再沉积１８．１６ＭＬ的ＩｎＡｓ：Ｃｒ，Ｃｒ／ｌｎ为０．１８．Ｆｉｇ．３ＨＲＴＥＭｉｍａｇｅｏｆｓａｍｐｌｅＤＦｉｒｓｔｌｙ２ＭＬＩｎＡｓｗｅｔｔｉｎｇｌａｙｅｒｉｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄ，ｓｅｃｏｎｄｌｙ１８．１６ＭＬＩｎＡｓ：Ｃｒｉｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄ，Ｃｒ／ｌｎｒａｔｉｏｉＳ０．１８． 增刊 郑玉宏等：Ｃｒ掺杂ＩｎＡｓ自组织量子点的分子束外延生长及磁性质 ２１３ 于做ＡＦＭ测试所观测到的数目．对量子点进行了能量色散谱（ＥＤＳ）测量，结果发现有Ｉｎ，Ａｓ，Ｃｒ，Ｃｕ和Ｇａ五种元素．其中少量Ｃｕ和Ｇａ的出现是由于聚焦精度不够，Ｃｕ来自于做支架的铜环，Ｇａ来自于 缓冲层的ＧａＡｓ． 我们用ＳＱＵＩＤ对Ｃｒ掺杂的ＩｎＡｓ自组织量子 点进行了磁性测量．对于单层的ＩｎＡＳ：Ｃｒ量子点， 只有当Ｃｒ掺杂浓度达到一定程度时，才能够测量
到它的磁性．图４给出了样品Ｄ在５及３００Ｋ时的磁化强度与磁场的关系曲线，外加磁场平行于样品表面，来自ＧａＡｓ衬底和缓冲层的抗磁性已被减去．左上角的插图是零磁场区域附近的放大．明显的磁滞回线表明ｌｎＡｓ：Ｃｒ具有室温铁磁性．右下角的插图是样品Ｄ从５到４００Ｋ的残余磁矩和温度的依赖关系，可以看出铁磁转变温度超过ＳＱＵＩＤ的极限测量温度４００Ｋ． 图４５和３００Ｋ时样品Ｄ的磁化强度ｊＩｆ与磁场曰的关系曲线左上角插图是零磁场区域附近的放大图，右下角插图是此样品５到４００Ｋ残余磁矩』Ｉｆ，与温度ｒ的关系．Ｆｉｇ．４ＭａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｅＤａｔ。
５Ｋ（ｃｉｒｃｌｅｓ）ａｎｄ３００Ｋ（ｓｏｌｉｄｔｒｉａｎｇｌｅ）ｕｎ．ｄｅｒｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｐａｒａｌｌｅｌｔｏｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｕｒｆａｃｅＴｈｅｔｏｐｌｅｆｔｉｎｓｅｔｉｓｔｈｅｅｎｌａｒｇｅｍｅｎｔｏｆｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｓａ．ｒｏｕｎｄｚｅｒｏｍａｇｎｅｔｉｅｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｅｂｏｔｔｏｍｒｉｇｈｔｏｎｅｉｓｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｒｅｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｚａ．ｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｅＤ（ｔｉｒｅｌｅ）ｕｎｄｅｒｚｅｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ． ４结论 利用低温分子束外延技术制备了Ｃｒ掺杂的Ｉ．ｎＡｓ自组织量子点．ＨＲＴＥＭ分析表明量子点保持了较好的闪锌矿结构．ＳＱＵＩＤ磁性测量表明ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的铁磁转变温度超过４００Ｋ． 参考文献 ［１］ ＯｈｎｏＨ，ＭｕｎｅｋａｔａＨ，ＰｅｎｎｅｙＴ，ｅｔａ１．Ｍａｇｎｅｔｏｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐ－ｔｙｐｅ（Ｉｎ，Ｍｕ）ＡｓｄｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃＩＩＩ·Ｖｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＬｅｔｔ，１９９２·６８：２６６４ ［２］ＯｈｎｏＨ，ＳｈｅｎＡ，ＭａｔｓｕｋａｒａＦ，ｅｔａ１．（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ：ａｎｅｗｄｉ－ｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＧａＡｓ．ＡｐｐｌＰｈｙｓ Ｌｅｔｔ，１９９６，６９：３６３ ［３］ＷａｎｇＫＹ，ＣａｍｐｉｏｎＲＰ，ＥｄｍｏｎｄｓＫＷ，ｅｔａ１．Ｍａｇｎｅｔｉｓｍｉｎ（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｉｔｈ丁ｃｕｐｔｏ１７３Ｋ．２７ｔｈＩｎｔｅｒｎａ－ｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎｔｈｅＰｈｙｓｉｃｓｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，２００５， ７７２：３３３ ［４］ＤｉｅｔｌＴ，ＯｈｎｏＨ，ＭａｔｓｕｋｕｒａＦ．Ｈｏｌｅ－ｍｅｄｉａｔｅｄｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔ－ｉｓｍｉｎｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌｌｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＢ，２００１，６３：１９５２０５ ［５］ＲｅｅｄＭＬ，Ｅ１．ＭａｓｒｙＮＡ，ＳｔａｄｅｌｍａｉｅｒＨＨ，ｅｔａ１．Ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ（Ｇａ，Ｍｎ）Ｎ．Ａｐｐｌ ＰｈｙｓＬｅｔｔ·２００１，７９：３４７３ ［６］ＯｖｅｒｂｅｒｇＭＥ，ＧｉｌａＢＰ，ＴｈａｌｅｒＧＴ，ｅｔａ１．Ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａ— ｔｕｒｅｍａｇｎｅｔｉｓｍｉｎＧａＭｎＰｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｂｏｔｈｉｏｎｉｍｐｌａｎｔａ－ｔｉｏｎａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒ－ｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ．ＪＶａｃＳｅｉＴｅｃｈｎｏｌＢ，２００２，２０：９６９［７］ＭｕｎｅｋａｔａＨ，ＯｈｎｏＨ，ｖｏｎＭｏｌｎｄｒＳ，ｅｔａ１．ＤｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃＩＩＩ—Ｖｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＬｅｔｔ，１９８９，６３：１８４９［８］ＷｏｊｔｏｗｉｃｚＴ，ＣｙｗｉｎｓｋｉＧ。
ＬｉｍＷＬ，ｃｔａ１．Ａｎａｒｒｏｗ—ｇａｐｆｅｒ－ ｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，２００３，８２：４３１０［９］ＣｓｏｎｔｏｓＭ，ＷｏｊｔｏｗｉｃｚＴ，ＬｉｕＸ，ｅｔａ１．Ｍａｇｎｅｔｉｃｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｏｆ ｓｐｉｎｐｏｌａｒｉｚｅｄｃａｒｒｉｅｒｓｉｎ（Ｉｎ，Ｍｎ）Ｓｂｄｉｌｕｔｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉ· Ｅｉ０３ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ＰｈｙｓＲｅｖＬｅｔｔ，２００５，９５：２２７２０３ＡｒａｋａｒａＹ，ＳａｋａｋｉＨ．Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｑｕａｎｔｕｍｗｅｌｌｌａｓｅｒａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｉｔｓｔｈｒｅｓｈｏｌｄｃｕｒｒｅｎｔ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，１９８２，４０：９３９ Ｅ１１３ ＡｓａｄａＭ，ＭｉｙａｍｏｔｏＹ。
ＳｕｅｍａｔｓｕＹ．Ｇａｉｎａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｑｕａｎｔｕｍ—ｂｏｘｌａｓｅｒｓ．ＩＥＥＥＪＱｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，１９８６，３２：１９１５ Ｅ１２３ＫｉｒｓｔａｅｄｔｅｒＮ，ＬｅｄｅｎｔｓｏｖＮＮ，ＧｒｕｎｄｍａｎｎＭ，ｅｔａ１．Ｌｏｗｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｌａｒｇｅｔｏｉｎｊｅｃｔｉｏｎｌａｓｅｒｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍ（Ｉｎ，Ｇａ）ＡＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ．ＥｌｅｃｔｒｏｎＬｅｔｔ。
１９９４，３０：１４１６ ［１３］ＰａｎＤ，ＴｏｗｅＥ，ＫｅｎｎｅｄｙＳ．Ｎｏｒｍａｌ—ｉｎｃｉｄｅｎｃｅｉｎｔｅｒｓｕｂｂａｎｄ（Ｉｎ，Ｇａ）ＡＳ／ＧａＡｓｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｉｎｆｒａｒｅｄｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，１９９８，７３：１９３７ Ｅ１４３ＭａｉｍｏｎＳ，ＦｉｎｋｍａｎＥ，ＢａｈｉｒＧ，ｅｔａ１．Ｉｎｔｅｒｓｕｂｌｅｖｅｌｔｒａｎｓｉ．ｔｉｏｎｓｉｎＩｎＡｓ／ＧａＡｓｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｉｎｆｒａｒｅｄｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，１９９８，７３；２００３ Ｅ１５３ＬｏｓｓＤ。
ＤｉＶｉｎｃｅｎｚｏＤＰ．Ｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｑｕａｎ．ｔｕｍｄｏｔｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＡ，１９９８，５７：１２０ Ｅ１６］ＧｕｏＳＰ，ＯｈｎｏＨ，ＳｈｅｎＡ，ｅｔａ１．Ｓｅｌｆ．ｏｒｇａｎｉｚｅｄ（Ｉｎ，Ｍｕ）ＡｓｄｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎＧａＡｓｓｕｂｓｔｒａｔｅ．ＡｐｐｌＳｕｒｆＳｅｉ，１９９８，１３０～１３２：７９７ Ｆ１７］ＯｆｕｃｈｉＨ，ＫｕｂｏＴ。
ＴａｂｕｃｈｉＭ，ｅｔａ１．Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｘ－ｒａｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｆｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｕｄｙｏｎｌｏｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａ·－ｒｏｕｎｄＭｎａｔｏｍｓｉｎｔｈｉｎ（Ｉｎ，Ｍｎ）Ａｓｌａｙｅｒａｎｄ（Ｉｎ。
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ＺｈｅｎｇＹｕｈｏｎ９１，ＺｈａｏＪｉａｎｈｕａｌ“，ＢｉＪｉｎｇｆｅｎ９１，ＷａｎｇＷｅｉｚｈｕｌ，ＤｅｎｇＪｉａｊｕｎｌ”，ａｎｄＸｉａＪｉａｎｂａｉｌ（１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｄ，ＳｕｐｅｒｌａｔｒｉｃｅｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｌｔｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）（２ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤ，ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３００２６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｒ－ｄｏｐｅｄＩｎＡｓｓｅｌｆ—ｏｒｇａｎｉｚｅｄｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ（ＱＤｓ）ｗｅｒｅｇｒｏｗｎｏｎＧａＡｓ（００１）ｓｕｂｓｔｒａｔｅｂｙｌｏｗ．ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｌｅｃｕｌａｒ·ｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ．Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＨＲＴＥＭ）ａｎａｌｙｓｅｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＩ．ｎＡｓ：Ｃｒｑｕａｎｔｕｍ。
ｄｏｔｓｌａｙｅｒｓｒｅｍａｉｎｚｉｎｃｂｌｅｎｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｌｌ．Ｍａｇｎｅｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｘｃｅｅｄｓ４００ＫｉｎＩｎＡｓ：Ｃｒｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｅｄＯＤｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒ－ｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙＰＡＣＣ：７５５０Ｐ；７５５０Ｄ；８１１５ＮＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：０２５３—４１７７（２００７）ＳＯ．０２１１—０４ 。
ＰｒｏｊｅｃｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏｓ．１０３３４０３０，１０４２５４１９，９０３０１００７，６０５２１００１）ａｎｄｔｈｅＳｐｅｃｉａｌ ＦｕｎｄｓｏｆＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｌａｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２００１ＣＢ３０９５） ｔＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｊｈｚｈａｏ＠ｒｅｄ．ｓｅｍｉ．ａｃ．ｃｎ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ３０Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００６ ④２００７ＣｈｉｎｅｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
引言 １９９２年利用低温分子束外延技术（ＬＴ－ＭＢＥ）生长的ＩＩＩ．Ｖ族半导体（Ｉｎ，Ｍｎ）Ａｓ中载流子做媒 介的铁磁性的发现Ｅ１］，尤其是随后（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ的 铁磁转变温度实现了１１０Ｋ的突破［２］，激起了人们研究ＩＩＩ．Ｖ族稀磁半导体的极大兴趣．稀磁半导体有望同时实现信息的存储和处理，因而在自旋电子学领域有着广阔的应用前景．然而即使经过退火， （Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ的铁磁转变温度最高也只能达到 １７３Ｋ［３１，远低于室温，致使其目前尚无法在实际中应用．根据空穴做媒介的铁磁交换作用理论［４］，较小晶格常数及较大空穴有效质量的晶体会具有较高的铁磁转变温度，这使得（Ｇａ，Ｍｎ）Ｎ［５］，（Ｇａ，Ｍｎ）ＰＬ６ｊ等稀磁半导体受到较多的关注．而对于窄禁带材料来说，除了最早用非平衡方法制备的材料（Ｉｎ，Ｍｎ）Ａｓ外［７］，（Ｉｎ，Ｍｎ）Ｓｂ也受到了一定的关注［８．９］．但由于较大的晶格常数和较小的空穴有效质量，它们的铁磁转变温度都比较低． 量子点因为其独特的物理性质而得到了广泛的研究．量子点激光器有着许多潜在的优异特性，如较好的温度特性、高的增益和低的阈值电流密度等［１０￣１２］．量子点在红外探测器领域也有诸多优点，如可以吸收垂直入射光、高的探测效率及高的工作温度等［１３，１４］．相对于传统量子点，铁磁性量子点也 有着特殊的用途，借助于它可以很容易实现对自旋的操作，从而在未来固态量子计算和量子通讯中发挥重要作用［１引．迄今为止，关于稀磁半导体研究的工作大部分集中于薄膜样品，只有为数不多的几个 小组生长了Ｍｎ掺杂的ＩｎＡＳ铁磁性量子点［１６￣２０１．本文将介绍ｃｒ掺杂的ＩｎＡＳ铁磁性自组织量子点 的分子束外延生长、结构及磁性质． ２实验 我们在一套Ｖ８０ＭＡＲＫＩ系统上利用低温分子 束外延技术在半绝缘ＧａＡｓ（００１）衬底制备了Ｃｒ掺杂的ＩｎＡｓ自组织量子点．在整个生长过程中，利用 反射式高能电子衍射仪（ＲＨＥＥＤ）原位观察生长表面的重构，利用Ｗ．Ｒｅ热电偶监测生长温度．衬底在预备室除气后送到生长室中进行脱氧，脱氧温度为５８０℃，然后降温至５６０℃生长厚度为３００ｎｍ的 ＧａＡｓ来平滑衬底的表面．最后衬底降到２５０℃进行ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的生长．生长过程中Ａｓ４：Ｉｎ束流比为８０：ｌ，ＩｎＡｓ生长速率为０．０４８ＭＬ／ｓ．首先生长２ＭＬ的ＩｎＡｓ润湿层，然后直接打开Ｃｒ源炉挡板进行ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的生长．我们利用原子力显微镜 （ＡＦＭ）及高分辨电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）对所生长的材料进行了结构分析，利用超导量子干涉仪（ＳＱＵＩＤ）测量了它们的磁性质． ＊国家自然科学基金（批准号：１０３３４０３０，１０４２５４１９，９０３０１００７，６０５２１００１）及国家重点基础研究专项基金（批准号：２００１ＣＢ３０９５）资助项目 ｔ通信作者．Ｅｍａｉｌ：ｊｈｚｈａｏ＠ｒｅｄ．ｓｅｍｉ．ａｃ．ｃｎ
２００６．１２．３０收到 ⑥２００７中国电子学会 ２ｌＺ 半导体学报 第２８卷 ３结果与讨论 图１为ＩｎＡｓ：Ｃｒ自组织量子点形成时较典型的ＲＨＥＥＤ图像．ＲＨＥＥＤ图像显示生长ＩｎＡｓ润湿层时表面为（１Ｘ１）重构，而当Ｃｒ挡板打开后，条纹开始变断并出现点状（１Ｘ１）重构．在生长ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点过程中，点变大且明亮．为了观察ＩｎＡｓ：Ｃｒ生长过程中Ｃｒ是否像Ｍｎ在ＩｎＡｓ：Ｍｎ中那样扮演表面活性剂的角色Ｅ１７，２１］，我们固定Ｉｎ和Ｃｒ的束流和，生长了不同Ｃｒ浓度的ＩｎＡｓ：Ｃｒ样品，发现量子点尺寸随Ｃｒ浓度的变化较为复杂，Ｃｒ作为表面活性剂的可能性较小，需要进一步实验来确定．我们也生长了相同Ｃｒ浓度（Ｃｒ：Ｉｎ＝０．１８），不同ＩｎＡｓ：Ｃｒ沉积量的样品Ａ，Ｂ，Ｃ和Ｄ来研究量子点的形成过程．从图２可以清楚地看到量子点生成演化过程．样品Ａ中ＩｎＡｓ：Ｃｒ的沉积量为７．１２ＭＬ，生长过程中ＲＨＥＥＤ图已成点状，但从图２（ａ）还看不出有明显量子点的迹象．样品Ｂ（图２（ｂ））中ＩｎＡｓ：Ｃｒ的沉积量为１０．８０ＭＬ，可以看到量子点开始形成，到图２（ｃ）样品Ｃ的１４．４８ＭＬ，量子点密度已较大，大约有４Ｘ１０９ｃｍ～，但尺寸都较小．从图２（ｃ）到图２（ｄ）可以看出这一阶段量子点的生长只是尺寸上的增加，而量子点的密度基本保持不变．为了研究所生长量子点的结构，对样品Ｄ进行了高分辨透射电镜（ＨＲＴＥＭ）的测试，图３即为样品Ｄ的ＨＲＴＥＭ图．从图３可以看出量子点内部仍保持着闪锌矿结构，界面处结构也较好，表明ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点较好地外延在ＧａＡｓ缓冲层上．但从图中也可以看出，量子点内部也出现了层错等缺陷，这与材料在低温下生长及Ｃｒ掺杂浓度较高有关．图３中的量子点底部横向尺寸约为１９ｎｉｎ，高约为１０ｎｍ，是我们能够观测的区域内的一个较大的量子点（不是最大），但相比于ＡＦＭ图观测到的量子点的平均尺寸：底部横向尺寸约为１３０ｎｍ和高约为２７ｎｍ要小 图２ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的１ｐｍＸ１弘ｍＡＦＭ图在ＧａＡｓ（００１）缓冲层上先生长２ＭＬ的ＩｎＡｓ，然后分别生长不同厚度的ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点（ａ）样品Ａ，７．１２ＭＬ，（ｂ）样品Ｂ，１０．８０ＭＬＩ（ｃ）样品Ｃ，１４．４８ＭＬ；（ｄ）样品Ｄ，１８．１６ＭＬＦｉｇ．２１肛ｍｘ１弘ｍＡＦＭｉｍａｇｅｓｏｆＩｎＡｓ：Ｃｒｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ２ＭＬＩｎＡｓｗｅｔｔｉｎｇｌａｙｅｒｗａｓｆｉｒｓｔｌｙｇｒｏｗｎ，ｔｈｅｎＩｎＡｓ：Ｃｒｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓｗｅｒｅｇｒｏｗｎ（ａ）ＳａｍｐｌｅＡ，７．１２ＭＬ；（ｂ）ＳａｍｐｌｅＢ，１０．８０ＭＬ；（ｃ）ＳａｍｐｌｅＣ，１４．４８ＭＬ；（ｄ）ＳａｍｐｌｅＤ，１８．１６ＭＬ 很多．这主要是由于从ＨＲＴＥＭ图看到的“量子点”只是量子点的截面图，而这个截面很难控制到刚好是通过正中心的最大的截面．而且由于制样的原因，每次测试能观测到的区域内量子点数目要远少 图１ＩｎＡｓ：Ｃｒ自组织量子点形成时的ＲＨＥＥＤ图像Ｆｉｇ．１ＲＨＥＥＤｐａｔｔｅｒｎａｆｔｅｒｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅＩｎＡｓ：Ｃｒｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｅｄｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ 图３样品Ｄ的高分辨透射电镜图样品Ｄ的结构为：先生长２ＭＬ的ＩｎＡｓ润湿层。
再沉积１８．１６ＭＬ的ＩｎＡｓ：Ｃｒ，Ｃｒ／ｌｎ为０．１８．Ｆｉｇ．３ＨＲＴＥＭｉｍａｇｅｏｆｓａｍｐｌｅＤＦｉｒｓｔｌｙ２ＭＬＩｎＡｓｗｅｔｔｉｎｇｌａｙｅｒｉｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄ，ｓｅｃｏｎｄｌｙ１８．１６ＭＬＩｎＡｓ：Ｃｒｉｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄ，Ｃｒ／ｌｎｒａｔｉｏｉＳ０．１８． 增刊 郑玉宏等：Ｃｒ掺杂ＩｎＡｓ自组织量子点的分子束外延生长及磁性质 ２１３ 于做ＡＦＭ测试所观测到的数目．对量子点进行了能量色散谱（ＥＤＳ）测量，结果发现有Ｉｎ，Ａｓ，Ｃｒ，Ｃｕ和Ｇａ五种元素．其中少量Ｃｕ和Ｇａ的出现是由于聚焦精度不够，Ｃｕ来自于做支架的铜环，Ｇａ来自于 缓冲层的ＧａＡｓ． 我们用ＳＱＵＩＤ对Ｃｒ掺杂的ＩｎＡｓ自组织量子 点进行了磁性测量．对于单层的ＩｎＡＳ：Ｃｒ量子点， 只有当Ｃｒ掺杂浓度达到一定程度时，才能够测量
到它的磁性．图４给出了样品Ｄ在５及３００Ｋ时的磁化强度与磁场的关系曲线，外加磁场平行于样品表面，来自ＧａＡｓ衬底和缓冲层的抗磁性已被减去．左上角的插图是零磁场区域附近的放大．明显的磁滞回线表明ｌｎＡｓ：Ｃｒ具有室温铁磁性．右下角的插图是样品Ｄ从５到４００Ｋ的残余磁矩和温度的依赖关系，可以看出铁磁转变温度超过ＳＱＵＩＤ的极限测量温度４００Ｋ． 图４５和３００Ｋ时样品Ｄ的磁化强度ｊＩｆ与磁场曰的关系曲线左上角插图是零磁场区域附近的放大图，右下角插图是此样品５到４００Ｋ残余磁矩』Ｉｆ，与温度ｒ的关系．Ｆｉｇ．４ＭａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｅＤａｔ。
５Ｋ（ｃｉｒｃｌｅｓ）ａｎｄ３００Ｋ（ｓｏｌｉｄｔｒｉａｎｇｌｅ）ｕｎ．ｄｅｒｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｐａｒａｌｌｅｌｔｏｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｕｒｆａｃｅＴｈｅｔｏｐｌｅｆｔｉｎｓｅｔｉｓｔｈｅｅｎｌａｒｇｅｍｅｎｔｏｆｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｓａ．ｒｏｕｎｄｚｅｒｏｍａｇｎｅｔｉｅｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｅｂｏｔｔｏｍｒｉｇｈｔｏｎｅｉｓｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｒｅｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｚａ．ｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｅＤ（ｔｉｒｅｌｅ）ｕｎｄｅｒｚｅｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ． ４结论 利用低温分子束外延技术制备了Ｃｒ掺杂的Ｉ．ｎＡｓ自组织量子点．ＨＲＴＥＭ分析表明量子点保持了较好的闪锌矿结构．ＳＱＵＩＤ磁性测量表明ＩｎＡｓ：Ｃｒ量子点的铁磁转变温度超过４００Ｋ． 参考文献 ［１］ ＯｈｎｏＨ，ＭｕｎｅｋａｔａＨ，ＰｅｎｎｅｙＴ，ｅｔａ１．Ｍａｇｎｅｔｏｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐ－ｔｙｐｅ（Ｉｎ，Ｍｕ）ＡｓｄｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃＩＩＩ·Ｖｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＬｅｔｔ，１９９２·６８：２６６４ ［２］ＯｈｎｏＨ，ＳｈｅｎＡ，ＭａｔｓｕｋａｒａＦ，ｅｔａ１．（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ：ａｎｅｗｄｉ－ｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＧａＡｓ．ＡｐｐｌＰｈｙｓ Ｌｅｔｔ，１９９６，６９：３６３ ［３］ＷａｎｇＫＹ，ＣａｍｐｉｏｎＲＰ，ＥｄｍｏｎｄｓＫＷ，ｅｔａ１．Ｍａｇｎｅｔｉｓｍｉｎ（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｉｔｈ丁ｃｕｐｔｏ１７３Ｋ．２７ｔｈＩｎｔｅｒｎａ－ｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎｔｈｅＰｈｙｓｉｃｓｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，２００５， ７７２：３３３ ［４］ＤｉｅｔｌＴ，ＯｈｎｏＨ，ＭａｔｓｕｋｕｒａＦ．Ｈｏｌｅ－ｍｅｄｉａｔｅｄｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔ－ｉｓｍｉｎｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌｌｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＢ，２００１，６３：１９５２０５ ［５］ＲｅｅｄＭＬ，Ｅ１．ＭａｓｒｙＮＡ，ＳｔａｄｅｌｍａｉｅｒＨＨ，ｅｔａ１．Ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ（Ｇａ，Ｍｎ）Ｎ．Ａｐｐｌ ＰｈｙｓＬｅｔｔ·２００１，７９：３４７３ ［６］ＯｖｅｒｂｅｒｇＭＥ，ＧｉｌａＢＰ，ＴｈａｌｅｒＧＴ，ｅｔａ１．Ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａ— ｔｕｒｅｍａｇｎｅｔｉｓｍｉｎＧａＭｎＰｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｂｏｔｈｉｏｎｉｍｐｌａｎｔａ－ｔｉｏｎａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒ－ｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ．ＪＶａｃＳｅｉＴｅｃｈｎｏｌＢ，２００２，２０：９６９［７］ＭｕｎｅｋａｔａＨ，ＯｈｎｏＨ，ｖｏｎＭｏｌｎｄｒＳ，ｅｔａ１．ＤｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃＩＩＩ—Ｖｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＬｅｔｔ，１９８９，６３：１８４９［８］ＷｏｊｔｏｗｉｃｚＴ，ＣｙｗｉｎｓｋｉＧ。
ＬｉｍＷＬ，ｃｔａ１．Ａｎａｒｒｏｗ—ｇａｐｆｅｒ－ ｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，２００３，８２：４３１０［９］ＣｓｏｎｔｏｓＭ，ＷｏｊｔｏｗｉｃｚＴ，ＬｉｕＸ，ｅｔａ１．Ｍａｇｎｅｔｉｃｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｏｆ ｓｐｉｎｐｏｌａｒｉｚｅｄｃａｒｒｉｅｒｓｉｎ（Ｉｎ，Ｍｎ）Ｓｂｄｉｌｕｔｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉ· Ｅｉ０３ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ＰｈｙｓＲｅｖＬｅｔｔ，２００５，９５：２２７２０３ＡｒａｋａｒａＹ，ＳａｋａｋｉＨ．Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｑｕａｎｔｕｍｗｅｌｌｌａｓｅｒａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｉｔｓｔｈｒｅｓｈｏｌｄｃｕｒｒｅｎｔ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，１９８２，４０：９３９ Ｅ１１３ ＡｓａｄａＭ，ＭｉｙａｍｏｔｏＹ。
ＳｕｅｍａｔｓｕＹ．Ｇａｉｎａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｑｕａｎｔｕｍ—ｂｏｘｌａｓｅｒｓ．ＩＥＥＥＪＱｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，１９８６，３２：１９１５ Ｅ１２３ＫｉｒｓｔａｅｄｔｅｒＮ，ＬｅｄｅｎｔｓｏｖＮＮ，ＧｒｕｎｄｍａｎｎＭ，ｅｔａ１．Ｌｏｗｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｌａｒｇｅｔｏｉｎｊｅｃｔｉｏｎｌａｓｅｒｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍ（Ｉｎ，Ｇａ）ＡＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ．ＥｌｅｃｔｒｏｎＬｅｔｔ。
１９９４，３０：１４１６ ［１３］ＰａｎＤ，ＴｏｗｅＥ，ＫｅｎｎｅｄｙＳ．Ｎｏｒｍａｌ—ｉｎｃｉｄｅｎｃｅｉｎｔｅｒｓｕｂｂａｎｄ（Ｉｎ，Ｇａ）ＡＳ／ＧａＡｓｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｉｎｆｒａｒｅｄｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，１９９８，７３：１９３７ Ｅ１４３ＭａｉｍｏｎＳ，ＦｉｎｋｍａｎＥ，ＢａｈｉｒＧ，ｅｔａ１．Ｉｎｔｅｒｓｕｂｌｅｖｅｌｔｒａｎｓｉ．ｔｉｏｎｓｉｎＩｎＡｓ／ＧａＡｓｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｉｎｆｒａｒｅｄｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，１９９８，７３；２００３ Ｅ１５３ＬｏｓｓＤ。
ＤｉＶｉｎｃｅｎｚｏＤＰ．Ｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｑｕａｎ．ｔｕｍｄｏｔｓ．ＰｈｙｓＲｅｖＡ，１９９８，５７：１２０ Ｅ１６］ＧｕｏＳＰ，ＯｈｎｏＨ，ＳｈｅｎＡ，ｅｔａ１．Ｓｅｌｆ．ｏｒｇａｎｉｚｅｄ（Ｉｎ，Ｍｕ）ＡｓｄｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎＧａＡｓｓｕｂｓｔｒａｔｅ．ＡｐｐｌＳｕｒｆＳｅｉ，１９９８，１３０～１３２：７９７ Ｆ１７］ＯｆｕｃｈｉＨ，ＫｕｂｏＴ。
ＴａｂｕｃｈｉＭ，ｅｔａ１．Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｘ－ｒａｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｆｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｕｄｙｏｎｌｏｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａ·－ｒｏｕｎｄＭｎａｔｏｍｓｉｎｔｈｉｎ（Ｉｎ，Ｍｎ）Ａｓｌａｙｅｒａｎｄ（Ｉｎ。
Ｍｎ）Ａｓ ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ．ＪＡｐｐｌＰｈｙｓ，２００１，８９：６６ Ｅ１８３ ＪｅｏｎＨＣ，ＣｈｕｎｇＫＪ，ＣｈｕｎｇＫＪ。
ｅｔａ１．Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄｄｉｌｕ－ｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｗｉｔｈｈｉｇｈＴｃ． ＣｕｒｒＡｐｐｌＰｈｙｓ，２００４，４：２１３ ［１９］ＣｈｅｎＹＦ，ＬｅｅＷＮ，ＨｕａｎｇＪＨ，ｅｔａ１．Ｇｒｏｗｔｈａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ（Ｉｎ，Ｍｎ）ＡＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ．Ｊ 。
ＶａｃＳｅｉＴｅｃｈｎｏｌＢ，２００５，２３（４）：１３７６ １－２０３ＨｏｌｕｂＭ，ＣｈａｋｒａｂａｒｔｉＳ，ＦａｔｈｐｏｕｒＳ，ｅｔａ１．Ｍｎ．ｄｏｐｅｄＩｎＡｓ ｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｅｄｄｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｑｕａｎｔｕｍ·，ｄｏｔｌａｙｅｒｓｗｉｔｈＣｕ— ｒｉｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｂｏｖｅ３００Ｋ．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，２００４，８５：９７３ ［２１］ＧｕｏＳＰ，ＳｈｅｎＡ，ＹａｓｕｄａＨ，ｅｔａ１．ＳｕｒｆａｅｔａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆＭｎｏｎ ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｅｄＩｎＡｓｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．ＪＣｒｙｓｔ Ｇｒｏｗｔｈ，２０００，２０８：７９９ ２１４ 半导体学报 第２８卷 ＧｒｏｗｔｈａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｒ’ＤｏｐｅｄＩｎＡｓＳｅｌｆ－Ｏｒｇａｎｉｚｅｄ ＤｉｌｕｔｅｄＭａｇｎｅｔｉｃＱｕａｎｔｕｍＤｏｔｓ。
ＺｈｅｎｇＹｕｈｏｎ９１，ＺｈａｏＪｉａｎｈｕａｌ“，ＢｉＪｉｎｇｆｅｎ９１，ＷａｎｇＷｅｉｚｈｕｌ，ＤｅｎｇＪｉａｊｕｎｌ”，ａｎｄＸｉａＪｉａｎｂａｉｌ（１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｄ，ＳｕｐｅｒｌａｔｒｉｃｅｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｌｔｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）（２ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤ，ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３００２６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｒ－ｄｏｐｅｄＩｎＡｓｓｅｌｆ—ｏｒｇａｎｉｚｅｄｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ（ＱＤｓ）ｗｅｒｅｇｒｏｗｎｏｎＧａＡｓ（００１）ｓｕｂｓｔｒａｔｅｂｙｌｏｗ．ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｌｅｃｕｌａｒ·ｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ．Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＨＲＴＥＭ）ａｎａｌｙｓｅｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＩ．ｎＡｓ：Ｃｒｑｕａｎｔｕｍ。
ｄｏｔｓｌａｙｅｒｓｒｅｍａｉｎｚｉｎｃｂｌｅｎｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｌｌ．Ｍａｇｎｅｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｘｃｅｅｄｓ４００ＫｉｎＩｎＡｓ：Ｃｒｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｅｄＯＤｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｌｕｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒ－ｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙＰＡＣＣ：７５５０Ｐ；７５５０Ｄ；８１１５ＮＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：０２５３—４１７７（２００７）ＳＯ．０２１１—０４ 。
ＰｒｏｊｅｃｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏｓ．１０３３４０３０，１０４２５４１９，９０３０１００７，６０５２１００１）ａｎｄｔｈｅＳｐｅｃｉａｌ ＦｕｎｄｓｏｆＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｌａｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２００１ＣＢ３０９５） ｔＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｊｈｚｈａｏ＠ｒｅｄ．ｓｅｍｉ．ａｃ．ｃｎ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ３０Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００６ ④２００７ＣｈｉｎｅｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
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