研究目的
研究量子阱结构与生长温度对合成的多层体系的影响，该体系由五层InMnGaAs量子阱和InGaAs缓冲层组成，采用低温分子束外延技术在半绝缘(100)取向衬底上生长。
研究成果
研究证实，在带有InGaAs缓冲层的五层InGaMnAs量子阱结构中存在居里温度高于室温的铁磁性。这种铁磁性源于替代Ga位点的Mn离子或间隙Mn离子在低温区的铁磁性与GaMn团簇共同作用的结果。
研究不足
该研究的局限性在于分子束外延生长过程的特定条件及所采用的表征技术。铁磁团簇的形成及其对量子阱结构特性的影响，在不同生长条件或采用其他表征方法时可能有所变化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用低温分子束外延（MBE）技术合成了含InGaAs缓冲层的五层InGaMnAs量子阱结构。
2：样品选择与数据来源：
使用半绝缘(100)晶向GaAs衬底，通过二次离子质谱(SIMS)、X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)和超导量子干涉仪(SQUID)对样品进行表征。
3：实验设备与材料清单：
Riber 2300分子束外延系统、SQUID磁强计、高灵敏度交变梯度磁强计(AGM)、配备标准CuKα1辐射源及高精度Ge准直器的XRD装置、采用闭循环氦制冷机与氩离子激光器的PL测量系统。
4：实验流程与操作步骤：
样品在特定温度下生长，依次沉积GaAs缓冲层、LT-GaAs层、InGaMnAs量子阱层及InGaAs缓冲层，生长后进行磁性与结构表征。
5：数据分析方法：
通过分析SQUID、XRD、SIMS和PL的测量数据，确定样品的磁性与结构特性。
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Riber 2300 molecular beam epitaxy system
2300
Riber
Used for the growth of the five-layer InGaMnAs quantum well with an InGaAs buffer layer.
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Superconducting quantum interference device
Used for magnetization measurements to indicate the existence of ferromagnetism.
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Alternating gradient magnetometer
Used for magnetic characterization with a magnetic field applied parallel to the plane of the QW sample surface.
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X-ray diffraction
Used to confirm the second phase formation of ferromagnetic GaMn clusters.
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Secondary ion mass spectroscopy
Used to confirm the second phase formation of ferromagnetic GaMn clusters.
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Photoluminescence measurement system
Used to characterize the samples at low temperature.
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