Nb:TiO2室温铁磁性机理及其自旋极化输运与调控的研究

项目名称： Nb:TiO2室温铁磁性机理及其自旋极化输运与调控的研究

项目编号： No.51172029

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 无机非金属材料学科

项目作者： 聂家财

作者单位： 北京师范大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 探究半导体室温铁磁性的起源，以及寻找Tc高于室温且能实现自旋极化输运的、电场可调的铁磁性半导体材料，是目前自旋电子学研究的一大重点。Nb掺杂锐钛矿TiO2 （Nb:TiO2），是一种载流子浓度可调范围大、具有室温铁磁性的n型氧化物半导体材料，是最有可能用于制备室温自旋电子学器件的半导体之一。目前，迫切需要澄清的问题是，此氧化物半导体是否具有室温下的自旋极化输运特性，以及此半导体的室温铁磁性是否能够通过改变其载流子浓度来实现调控。在本课题中，我们将结合XPS和第一性原理计算揭示Nb:TiO2室温铁磁性的起源，制备Nb:TiO2基磁隧道结，探测其自旋极化输运特性，并对薄膜施加门电压，以调控薄膜的载流子浓度，探究其室温铁磁性随外电场也就是载流子浓度的变化情况，为Nb:TiO2基自旋半导体器件的设计和制备提供充分的实验依据。

中文关键词： Nb:TiO2；室温铁磁性；载流子浓度；电场调控；

英文摘要：

英文关键词： Nb:TiO2；Room Temperature Ferromagnetism；Carrier Concentration；Electric-Field Control；