李 彤，介 琼，张 宇，倪晓昌，赵新为，2

(1.天津职业技术师范大学 电子工程学院，天津 300222;2.东京理科大学 物理系，日本 东京)

1 引 言

目前，人们已经在Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体上做了大量的工作，由于大多过渡金属元素在Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中的溶解度很低，导致Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体的自旋注入效率很低，难以获得大的磁性。2001年，Jin 等［1］发现过渡金属元素在ZnO 材料中固溶度较高，非平衡态条件下Mn 的固溶度达到30%(摩尔分数)。此外，早在2000年，Dietl 等［2］发表了Mn 掺杂ZnO 稀磁半导体可实现居里温度高于室温的报道，这一报道引起了科学界对Mn 掺杂ZnO(以下简称ZnO ∶Mn)稀磁半导体的研究热潮［3-4］。近年来，Mn 掺杂ZnO 基稀磁半导体的研究已经取得了巨大的进步。实验发现，不同的制备方法、温度、气氛、材料的结构形态以及厚度都会引起磁性的变化，磁性对制备条件和制备方法十分敏感。对于铁磁性的来源现在还存在许多争议。除一部分实验研究发现铁磁性来源于第二相，即掺杂的离子团簇及其化合物之外，目前大部分实验研究认为铁磁性来源于其内禀性，也可能来源于晶格中Zn 替代、缺陷、空位的形成以及载流子调制和交换作用等［5］。

Raman 光谱能有效研究掺杂离子在基体中的结合情况以及对晶体结构的影响。这是因为Raman光谱强度和谱型反映了晶格畸变对应晶格振动模式状态的改变。不同含量的Mn 掺杂到ZnO 中时，ZnO 晶格结构会发生细微变化，这种变化会引起Raman 光谱峰的频移和改变，因而可以有效利用Raman 光谱来了解晶体内部的晶化程度以及晶格畸变等信息，这对理解Mn 掺杂ZnO铁磁性的来源是非常有意义的，而目前关于该方面报道甚少。……