研究目的
研究掺杂钆的氮化镓（GaN:Gd）的合成路径、结构及磁性，以理解其作为具有室温铁磁性的稀磁半导体（DMS）的潜在应用。
研究成果
通过不同合成路线制备的GaN:Gd样品综合研究表明，关于GaN:Gd具有室温铁磁性和巨大磁矩等卓越磁性能的说法，无法通过互补实验技术得到确证。该研究强调需采用多种实验方法验证稀磁半导体材料中的铁磁性主张。
研究不足
该研究强调了区分本征磁性与样品特异性伪影（如无意的磁污染和SQUID磁测伪影）的挑战。GaN:Gd样品中铁磁性的可重复性也是一个问题。
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稀土与过渡金属掺杂半导体材料 || 镓氮掺杂钆
DOI：10.1016/b978-0-08-100041-0.00006-8
出版年份：2016
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
对具有室温铁磁性的稀磁半导体（DMS）的探索已持续约15年，其理论源头可追溯至Dietl等人2000年的预测：若向宽禁带半导体GaN和ZnO中掺杂5%锰并实现1×102?/cm3的高空穴浓度，这两种材料的居里温度（Tc）将超过300K。尽管该理论提出后不久，众多研究组就报道了看似确凿的室温磁有序证据，但后续十年间该领域始终存在异常激烈的争议。Dietl（2010）总结指出：经过十年研究，GaAs:Mn及相关体系的铁磁性已获公认，但实现300K及以上的Tc仍是该领域核心目标。同期大规模理论学家团队的综述则认为："第一性原理计算结果表明，在此材料范围内获得室温或更高Tc值的可能性极低"（Sato等，2010）。然而直至今日，关于多种DMS材料Tc超过300K的实验主张仍层出不穷。因此有必要从更宏观视角审视特定材料体系——通过对比不同来源的系列样品，判断这些报道是反映DMS材料本身的特性（体系特异性），还是仅体现特定样本的特殊性（样本特异性）。唯有在前者情况下，这些发现才可能对未来需在常温环境下工作的自旋电子器件应用具有实际价值。
作者：
A. Ney
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