一、2使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：u AK >0且u GK >0。
9.试列举典型的宽禁带半导体材料.基于这些宽禁带半导体材料的电力电子器件在哪些方面性能优于硅器件？答：典型的是碳化硅、氮化镓、金刚石等材料。
具有比硅宽得多的禁带宽度，宽禁带半导体材料一般都具有比硅高的多的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和飘逸速度的，较高的热导率和相差不大的载流子迁移率，且具有比硅器件高的多的耐受高温电压的能力，低得多的通感电阻，更好的导热性能和热稳定性以及更浅的耐受高温的和射线辐射的能力，许多方面的性能都是成数量级的提高。
三、2. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L ＝20mH ，U 2＝100V ，求当α＝0︒和60︒时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0︒时，在电源电压u 2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L 储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u 2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U tiL ωsin 2d d 2d =考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-=⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t LU I=LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L 储能，电感L 储藏的能量在u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U tiL ωsin 2d d 2d =考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：3．单相桥式全控整流电路，U 2＝100V ，负载中R ＝2Ω，L 值极大，当α＝30°时，要求：①作出u d 、i d 、和i 2的波形； ②求整流输出平均电压U d 、电流I d ，变压器二次电流有效值I 2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
半导体基础知识单选题100道及答案解析1. 半导体材料的导电能力介于（）之间。
A. 导体和绝缘体B. 金属和非金属C. 正电荷和负电荷D. 电子和空穴答案：A解析：半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
2. 常见的半导体材料有（）。
A. 硅、锗B. 铜、铝C. 铁、镍D. 金、银答案：A解析：硅和锗是常见的半导体材料。
3. 在纯净的半导体中掺入微量的杂质，其导电能力（）。
A. 不变B. 减弱C. 增强D. 不确定答案：C解析：掺入杂质会增加载流子浓度，从而增强导电能力。
4. 半导体中的载流子包括（）。
A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 质子和中子答案：C解析：半导体中的载流子有电子和空穴。
5. P 型半导体中的多数载流子是（）。
A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案：B解析：P 型半导体中多数载流子是空穴。
6. N 型半导体中的多数载流子是（）。
A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案：A解析：N 型半导体中多数载流子是电子。
7. 当半导体两端加上电压时，会形成（）。
A. 电流B. 电阻C. 电容D. 电感答案：A解析：电压作用下，半导体中有电流通过。
8. 半导体的电阻率随温度升高而（）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 先增大后减小答案：B解析：温度升高，载流子浓度增加，电阻率减小。
9. 二极管的主要特性是（）。
A. 单向导电性B. 放大作用C. 滤波作用D. 储能作用答案：A解析：二极管具有单向导电性。
10. 三极管的三个电极分别是（）。
A. 基极、发射极、集电极B. 正极、负极、地极C. 源极、漏极、栅极D. 阳极、阴极、控制极答案：A解析：三极管的三个电极是基极、发射极、集电极。
11. 场效应管是（）控制器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：B解析：场效应管是电压控制型器件。
12. 集成电路的基本制造工艺是（）。
A. 光刻B. 蚀刻C. 扩散D. 以上都是答案：D解析：光刻、蚀刻、扩散都是集成电路制造的基本工艺。
文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１５)１４Ｇ１４０１９Ｇ０４M n离子注入M g掺杂G a N的微结构和光学特性研究∗徐大庆１,张义门２,李培咸２,娄永乐２,刘树林１,童㊀军１(１．西安科技大学电气与控制工程学院,西安７１００５４;２．西安电子科技大学微电子学院,宽禁带半导体材料与器件重点实验室,西安７１００７１)摘㊀要:㊀通过M n离子注入M g掺杂G a N外延层制备了铁磁性G a NʒM n薄膜,利用拉曼散射和光致发光谱研究了退火温度对薄膜微结构和光学特性的影响.拉曼谱测试显示由离子注入相关缺陷引起了新的声子模,分析认为M n离子相关的局域振动(L VM)紧邻E h i g h２峰.光致发光谱观察到位于１．６９,２．５４和２．９６e V的３个新的发光峰,分析认为２．９６e V的发光峰来自M g G aＧV N复合体深施主能级和M g的浅受主能级之间的辐射复合跃迁,２．５４e V的发光峰来自浅施主能级和深受主能级之间的辐射复合跃迁,对于位于１．６９e V的新发光峰不排除来自M g G aＧV N复合体深施主能级和M n相关深受主能级之间辐射复合跃迁的贡献.关键词:㊀G a N;离子注入;拉曼散射;光致发光中图分类号:㊀O４８文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１５．１４．００３１㊀引㊀言稀磁半导体(D M S s)兼有磁性材料和半导体材料的特性,使得电子的电荷自由度和自旋自由度这两种重要的本征特性得以在同一种物质中体现出来,并能在制造新型自旋电子器件时很好的和现有的半导体技术兼容.对于D M S s的研究始于M n掺杂G a A s和I n A s铁磁性的发现,然而截止目前M n掺杂G a A s和I n A s的最高居里温度T C仅为２００K[１],而高居里温度是以稀磁半导体作为注入源制备新颖的半导体自旋电子器件的必要条件.T．D i e t l等利用平均场理论模型预测基于宽带隙半导体如G a N基稀磁半导体的居里温度可以达到室温以上[２],使得基于宽带隙半导体的D M S s作为一种潜在的自旋极化载流子注入源材料受到了广泛的关注.G a N材料作为第三代(宽禁带)半导体材料的典型代表,非常适合于制作抗辐射㊁高频㊁大功率和高密度集成的电子器件以及蓝㊁绿光和紫外光电子器件.国内外已有很多关于G a N基D M S s及相关的实验研究报道[３Ｇ１１].其中研究最为广泛的是G a M n N体系,虽然有理论和实验研究认为(G a,M n)N 的铁磁性要通过空穴调节铁磁相互作用来实现[２Ｇ３],但不同的研究小组得到的样品性能也是千差万别,可以说G a M n N体系的研究依然充满了争议.G a N基D M S s可以利用扩散法㊁分子束外延(M B E)㊁金属有机物化学气相淀积(MO C V D)和离子注入等方法制备.离子注入由于具有掺杂水平的可控性㊁掺杂区域的可选择性,并可用于构造平面器件和自对准结构,而没有固溶度的限制等优点,是制备D M S s的一种非常有效的手段.由于G a N在光电子器件领域有着广泛的应用,因此深入理解M n离子注入G a N的微结构和光学特性,对于G a M n N体系在光学领域的应用以及G a N 基自旋光电子器件的研制有着非常重要的意义.本文采用金属有机物化学气相淀积(MO C V D)制备了M g掺杂G a N外延层,通过工艺优化确保了M g 掺杂的高激活率,从而有效提高材料的空穴浓度,为了克服过渡金属在G a N中固溶度的限制,利用离子注入方法进行M n掺杂,利用振动样品磁强计(V S M)测试了材料的磁特性,借助拉曼谱(R a m a n谱)㊁光致发光谱(P L谱)等表征方法对材料的微结构和光学特性进行了系统的研究,本文的工作对于深入理解M n掺杂G a N物理特性以及材料制备都具有一定的意义.２㊀实㊀验M g掺杂G a N样品是在蓝宝石衬底上,用金属有机物化学气相淀积(MO C V D)法生长的.首先衬底温度为５４０ħ,生长１层２５n m的G a N缓冲层,随后在约９５０ħ下外延生长９００n m非故意掺杂G a N外延层,然后在８９５ħ下以n(G a)/n(M g)＝３０进行M g 掺杂G a N材料的制备,对制备的材料在５５０ħ进行大气气氛退火激活.为了降低离子注入造成的损伤,提高注入杂质原子的激活率,M n掺杂采用热靶离子注入的方式,在热靶注入过程中样品保持３５０ħ的温度, M n离子注入的能量为３００k e V,注入剂量为４．６７ˑ１０１６c m－２,为了减轻注入沟道效应,注入时注入方向与样品的法线方向保持７ʎ的夹角.离子注入后的样品９１０４１徐大庆等:M n离子注入M g掺杂G a N的微结构和光学特性研究∗基金项目:国防预研基金资助项目(９１４０A０８０４０４１０D Z１０６);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(J Y１００００９２５００５);陕西省教育厅专项科研计划资助项目(１１J K０９１２);西安科技大学科研培育基金资助项目(２０１００１１);西安科技大学博士启动资金资助项目(２０１０Q D J０２９)收到初稿日期:２０１４Ｇ１０Ｇ２５收到修改稿日期:２０１５Ｇ０４Ｇ２０通讯作者:徐大庆,EＧm a i l:x u s t x d q＠１６３．c o m 作者简介:徐大庆㊀(１９７１－),男,西安人,讲师,博士,研究方向为新型半导体材料及器件㊁稀磁半导体及自旋电子器件.分别在７００,８００和９００ħ快速热退火(R T A)５m i n.为了降低G a N表面N的流失,退火在N２气氛围中进行,同时将离子注入的G a N样品与未注入的G a N样品面对面贴在一起,起到表面保护的作用.微结构的研究使用的是R e n i s h a w R M２０００显微共焦拉曼光谱仪,采用背散射模式,A r＋激光器,激发波长为５１４．５n m,微动平台的水平面内控制精度为０．１μm,纵向控制精度为０．１μm,空间分辨率为１μm,测试在室温下进行,扫描范围为１００~１０００c m－１,测试精度为１．８c m－１.光学特性的研究使用的是K I MMO N公司的光致发光(P L)光谱仪,激发光源为A r激光器,激发波长为２４４n m,测量时将样品放置在低温保持器中,采用液氦降温,最低测量温度为１０K.磁滞回线是在３００K下使用Q u a n t u mD e s i g n公司的P P M SＧV S M 测量得出.３㊀结果与讨论图１所示为未进行M n离子注入的M g掺杂G a N 样品以及退火前和经过７００,８００和９００ħ退火５m i n 后M n离子注入的M g掺杂G a N样品的R a m a n谱.从测试所得M g掺杂G a N样品的R a m a n谱,也可以观察到４１６,５６９,７３４和７４８c m－１４个散射峰,其中７３４和５６９c m－１分别对应G a N薄膜的A１(L O)模和E h i g h２模,４１６和７４７c m－１来自蓝宝石衬底贡献的散射峰.图１㊀M g掺杂G a N样品和M n离子注入M g掺杂G a N并经过不同退火温度处理后样品的拉曼谱F i g１R a m a ns p e c t r ao fa sＧg r o w na n d M ni o n si mＧp l a n t e d M gＧd o p e d G a N e p i l a y e r sa n n e a l e da td i f fe r e n t t e m p e r a t u r e㊀㊀在离子注入后未经退火处理样品的R a m a n谱中,可以看到离子注入后A１(L O)和E h i g h２峰的强度明显减弱,同时出现了新的围绕２３３,２８９c m－１的宽带峰,取代A１(L O)模峰的是一个６５０~７２５c m－１宽带峰.经过退火处理后,A１(L O)和E h i g h２峰逐步得到恢复,并且随着退火温度的逐步提高,峰的强度逐步增强,同样在３６０,６６５c m－１处这两个新的峰逐步显现出来,同时位于２３３,２８９c m－１的峰的强度逐步减弱.当退火温度达到９００ħ后,位于２３３和２８９c m－１的峰接近于消失.而另一方面,位于３６０和６６５c m－１的振动模在注入样品经过９００ħ退火后信号仍然可见.M n离子注入过程中,与G a N晶格上的原子碰撞,会产生一种级联轰击效应,产生G a空位和N空位(V G a和V N)㊁间隙G a和间隙N(G a i和N i)以及一些反位缺陷,这样一些离子注入引起的缺陷通过退火处理可以消除.但退火温度达到９００ħ后,由于G a N表面的分解使得N空位相关的缺陷迅速增加.对于G a N 的研究表明P３(３６０c m－１)和P４(６６５c m－１)所处的区域的态密度谱(d e n s i t y o f s t a t e(D O S))是由N原子的运动所主导[１２Ｇ１３],而P２(２８０c m－１)所处的区域的态密度谱是由G a原子的运动所主导[１２Ｇ１３].因此,从拉曼谱强度随退火温度的变化以及上述原因,推断P３(３６０c m－１)和P４(６６５c m－１)的峰来源于与N空位相关缺陷的振动模,而P２(２８９c m－１)的峰,除了一些无序激活拉曼散射(D A R S)的贡献外,G a空位相关缺陷的散射过程的贡献也不能排除.以２３３c m－１为中心的宽带可能是高密度缺陷使得波矢守恒规则被打破产生的无序激活拉曼散射(D A R S)的结果.R a m a n谱中并未直接观察到M n替代G a位后所产生的局域振动峰,但由于G a NʒM n薄膜制备采用热靶大剂量离子注入,使得即便是在热退火前样品中也会形成M n的替位式掺杂,因此应该考虑到薄膜中M n离子相关的局域振动(L VM).注意到M n离子注入G a N后R a m a n谱的另外一个明显的变化是退火处理前后围绕着E h i g h２峰两侧显现出双肩效应,并且双肩效应随着退火温度的升高并未消失.约化质量模型曾经被成功用于分析M gＧN㊁A lＧN㊁M nＧN对的局域振动(L VM)[１４Ｇ１７],考虑到(G a,M n)N应该显现出兼具G aＧN和M nＧN特征的声子模,因此约化质量模型可以使G a N中M n离子相关的局域振动有一个粗略的估计ωG a NωL VMʈμL VMμG a N㊀㊀式中,ωG a N取G a N的E h i g h２(５６９c m－１)声子频率,μG a N为G aＧN的约化质量,μL VM取M nＧN的约化质量,可以估算得ωL VM为５７３．１c m－１.可见M n替代G a位后所产生的局域振动非常靠近E h i g h２峰,因此推断在G a N中M n替代G a位后产生的局域振动被E h i g h２峰的双肩所包络.图２为M n离子注入M g掺杂G a N样品的磁滞回线的测试曲线.样品的磁滞回线是在３００K下测量的,测量时外加磁场的方向平行于样品表面,测试的结果消去了来自G a N外延层本底的抗磁性的影响.可以看出,在室温下,样品依然表现出清晰的磁滞回线,磁滞回线是样品具有铁磁性的标志,因此测试结果显示了材料具有室温铁磁特性.㊀㊀图３和４为M g掺杂G a N样品在M n注入前后的P L谱.在未注入样品中可以观察到位于３．４８e V的带边发射峰(B E)㊁位于３．２７e V的浅施主Ｇ受主对跃迁发光峰(s h a l l o w D A P)及其１L O和２L O声子伴线和位于２．９６e V的蓝光发光带(B L).离子注入退火处理后样品的带边发射峰(B E)的强度明显减弱并被一个０２０４１２０１５年第１４期(４６)卷半峰宽为０．３６e V的发光带所包络,而位于３．２７e V的浅施主Ｇ受主对跃迁发光及其非零声子伴线被峰值位于２．９６e V的发光带所包络,另外在２．５４和１．６９e V 处可以观察到新的发光峰.图２㊀经８００ħ退火处理后的M n离子注入M g掺杂G a N样品的磁滞回线F i g２M a g n e t i c h y s t e r e s i sＧl o o p f o rM n i o n s i m p l a n t e dM gＧd o p e dG a Na n n e a l e d a t８００ħ图３㊀M g掺杂G a N外延薄膜的低温P L谱F i g３L o w t e m p e r a t u r e P L s p e c t r u m o f M g d o p e dG a Ne p i l y e r图４㊀８００ħ快速热退火处理后的M n离子注入M g 掺杂G a N外延薄膜低温P L谱F i g４L o wt e m p e r a t u r eP Ls p e c t r u m o fM n i o n s i mＧp l a n t e d M gＧd o p e dG a N㊀㊀表１列出了P L谱中不同退火温度下２．９６和２．５４e V的峰强比.表１㊀P L谱中不同退火温度下２．９６和２．５４e V的峰强比T a b l e１R e l a t i v ei n t e n s i t y r a t i o so ft h eP L p e a ka t ２．９６a n d２．５４e Va t d i f f e r e n t a n n e a l i n g t e mＧp e r a t u r e退火温度/ħI２．９６e V/I２．５４e V７０００．６４８０００．７４９０００．６７㊀㊀通过不同退火温度下２．９６和２．５４e V峰强比的对比,可以看到在８００ħ前,２．９６和２．５４e V峰的峰强比随退火温度的升高而增大,当退火温度高于８００ħ后则逐步减小.样品P L谱中２．９６和２．５４e V峰强比随退火温度的这种变化可以归因于相关缺陷浓度的变化.已知在M g掺杂的G a N材料中,M g G a和氮空位(V N)的M g G aＧV N复合体是M g掺杂的G a N的本征缺陷[１８],这些M g G aＧV N复合体在G a N中形成深施主能级(D d),而另一方面M g掺杂会在G a N中形成浅受主能级,因此M g G aＧV N复合体(D d)和M g的浅受主会形成深施主Ｇ浅受主对.另外M n离子注入后样品中存在大量的浅施主,这些浅施主随着退火温度的逐步升高而减少,因而当退火温度由７００ħ升至８００ħ,与浅施主Ｇ深受主相关的跃迁呈现出减弱的趋势,而与深施主Ｇ浅受主相关的辐射复合则显现出逐步占据主导地位的趋势.当退火温度高于８００ħ后,M g G aＧV N复合体逐步分解,G a N中氮空位(V N)向表面扩散.这时基于M g G aＧV N复合体深施主能级的辐射复合逐步减弱.通过分析认为,M n离子注入M g掺杂G a N样品中位于２．９６e V的蓝光发光带主要是由M g G aＧV N复合体深施主能级向M g的浅受主能级的跃迁引起的复合辐射.对于位于２．５４e V的发光峰,有研究表明,在G a N 中以２．４e V为中心的绿光发光带是由浅施主能级向深受主能级的辐射复合跃迁产生的[１９],因此本文中观测到的位于２．５４e V的绿光发光峰应该是由浅施主Ｇ深受主对跃迁产生的辐射复合.对于位于１．６９e V的发光峰,由于M g掺杂G a N 样品中M g G aＧV N复合体在导带下０．４３e V处形成新的深施主能级[２０]以及M n在G a N中形成位于价带顶上方约１．４e V的深受主能级的报道[２１],结合M g掺杂G a N以及M n离子注入非故意G a N的发光谱中未检测到１．６９e V的发光峰,认为这个峰不排除有来自M g G aＧV N复合体深施主能级和M n相关的深受主能级之间辐射复合的贡献.４㊀结㊀论研究了M n离子注入M g掺杂G a N样品的微结构和光学特性.R a m a n谱的测试结果表明样品在离子注入后和不同退火温度处理后,出现了一些新的声子模并且在峰两侧显现出双肩效应.分析认为新出现的声子模分别是与无序激活相关的拉曼散射(D A R S)和由G a空位㊁N空位相关缺陷的振动模引起的,结合约化质量模型分析认为M n离子相关的L VM 紧邻E h i g h２峰.在M n离子注入后样品的P L谱中除了位于２．５４和２．９６e V的这两个峰外,在１．６９e V出现了另一个新的发光峰.结合M g掺杂G a N的特点并通过对样品P L谱中２．９６和２．５４e V峰的峰强比随退火温度的变化的分析,认为位于２．９６e V的发光峰是与M g G aＧV N复合体(D d)和M g的浅受主形成的深施主Ｇ浅受主对之间的辐射复合跃迁相关的发光峰,２．５４e V的发光峰是由浅施主到深受主的跃迁产生,分１２０４１徐大庆等:M n离子注入M g掺杂G a N的微结构和光学特性研究析认为位于１．６９e V的发光峰不排除来自M g G aＧV N复合体深施主能级和M n相关的深受主能级之间辐射复合跃迁的贡献.参考文献:[１]㊀C h e nL,Y a n g X,Y a n g F H,e ta l．E n h a n c i n g t h eC u r i e t e m p e r a t u r e o f f e r r o m a g n e t i c s e m i c o n d u c t o r(G a,M n)A s t o２００K v i an a n o s t r u c t u r ee n g i n e e r i n g[J]．N a n o L e t t,２０１１,１１:２５８４Ｇ２５８９．[２]㊀D i e t lT,O h n o H,M a t s u k u r aF,e ta l．Z e n e rm o d e ld eＧs c r i p t i o no f f e r r o m a g n e t i s mi n z i n cＧb l e n d em a g n e t i c s e m iＧc o nd u c t o r s[J]．S c ie n c e,２０００,２８７:１０１９Ｇ１０２２．[３]㊀R e e dMJ,A r k u nFE,B e r k m a nEA,e t a l．Ef f e c t o f d o p i ng o n th em a g n e ti c p r o p e r t i e s o f G a M n N:F e r m i l e v e l e n g i n e e r i n g [J]．A p p l P h y sL e t t,２００５,８６:１０２５０４Ｇ１Ｇ１０２５０４Ｇ３．[４]㊀B i h l e rC,G e r s t m a n n U,H o e b M,e ta l．M a n g a n e s eＧh yＧd r o ge n c o m p l e x e s i nG a１－x M n x N[J]．P h y sR e vB,２００９,８０:２０５２０５Ｇ１Ｇ２０５２０５Ｇ１０．[５]㊀H u a n g G u i q i n,W a n g J i x i a．M a g n e t i cb e h a v i o ro f M nＧd o pe dG a N(１１００)f i l mf r o mf i r s tＧp r i n c i p l e sc a l c u l a t i o n s[J]．JA p p l P h y s,２０１２,１１１:０４３９０７Ｇ１Ｇ０４３９０７Ｇ５．[６]㊀T a oZ h i k u o,Z h a n g R o n g,C h e nL i n,e ta l．G r o w t ha n dc h a r a c t e r i z a t i o no fF e/G a Na n dF e３N/G a N[J]．J o u r n a l o fF u n c t i o n a lM a t e r i a l s,２０１２,１９:２６４７Ｇ２６５０．[７]㊀S a l m a n i E,M o u n k a c h i O,E zＧZ a h r a o u y H,e t a l．T h e o r e t iＧc a l i n v e s t i g a t i o no f e l e c t r o n i c,m a g n e t i c a n do p t i c a l p r o pＧe r t i e s o fF ed o p e d G a Nt h i nf i l m s[J]．J o u r n a lo fA l l o y sa n dC o m p o u n d s,２０１３,５７８:７７Ｇ８１．[８]㊀T a oD o n g y a n,L i uC h a o,Y i nC h u n h a i,e t a l．S t r u c t u r a l a n d m a g n e t i c p r o p e r t i e s o fE rＧi m p l a n t e dG a Nf i l m s[J]．M a t eＧr i a l sL e t t e r s,２０１４,１１４:２２Ｇ２５．[９]㊀B a n e r j e eD,A d a r iR,S a n k a r a n a r a y a nS,e ta l．E l e c t r i c a l s p i n i n j e c t i o nu s i n g G a C r N i n aG a Nb a s e d s p i n l i g h t e m i t t i n g d iＧo d e[J]．A p p l P h y sL e t t,２０１３,１０３:２４２４０８Ｇ１Ｇ２４２４０８Ｇ４．[１０]㊀G o n z l e zＧH e r n n d e zR,G o n z l e zＧG a r c i aA,Lóp e zＧPér e z W．F e r r o m a g n e t i s mi nC uＧd o p e d p o l a r a n dn o n p o l a rG a Ns u r f a c e s[J]．C o m p u t a t i o n a l M a t e r i a l s S c i e n c e,２０１４,８３:２１７Ｇ２２１．[１１]㊀L i nYT,W a d e k a r PV,K a oHS,e t a l．A b o v e r o o mＧt e m p e rＧa t u r e f e r r o m a g n e t i s mo fM nd e l t aＧd o p e dG a Nn a n o r o d s[J]．A p p l P h y sL e t t,２０１４,１０４:０６２４１４Ｇ１Ｇ０６２４１４Ｇ４．[１２]㊀K a t s i k i n i M,A r v a n i t i d i sJ,P a l o u r aE C,e ta l．R a m a na n dXＧr a y ab s o r p t i o n n e a rＧe d g e s t r uc t u r e c h a r a c t e r i z a t i o no fG a N i m p l a n t e dw i t hO,A r,X e,T e a n dA u[J]．O p t iＧc a lM a t e r i a l s,２００７,２９:１８５６Ｇ１８６０．[１３]㊀Y u Y Y,Z h a n g R,X i u X Q,e t a l．P r e p a r a t i o nG a x M n１－x N D M S m a t e r i a l su s i n g HV P E m e t h o d[J]．JC r y s tG r o w t h,２００４,２６９:２７０Ｇ２７５．[１４]㊀K a s c h n e rA,S i e g l eH,K a c z m a r c z y kG,e t a l．L o c a l v iＧb r a t i o n a lm o d e s i n M gＧd o p e d G a N g r o w nb y m o l ec u l a rb e a me p i t a x y[J]．A p p l P h y sL e t t,１９９９,７４:３２８１Ｇ３２８３．[１５]㊀C r o sA,A n g e r e rH,H a n d sc h u hR,e t a l．R a m a n c h a r a cＧt e r i z a t i o no ft h eo p t i c a l p h o n o n si n A l x G a１－x Nl a y e r sg r o w nb y M B Ea n dMO C V D[J]．M R S I n t e r n e t JN i t r i d eS e m i c o n dR e s,１９９７,２:４３Ｇ１Ｇ４３Ｇ８．[１６]㊀H a s u i k e N,F u k u m u r a H,H a r i m a H,e ta l．O p t i c a l s t u d i e s o nG a NＧb a s e ds p i n t r o n i c sm a t e r i a l s[J]．JP h y s:C o n d e n sM a t t e r,２００４,１６:S５８１１ＧS５８１４．[１７]㊀H a r i m aH．R a m a n s t u d i e s o n s p i n t r o n i c sm a t e r i a l s b a s e d o nw i d eb a n d g a p s e m i c o n d u c t o r s[J]．JP h y s:C o n d e n sM a t t e r,２００４,１６:S５６５３ＧS５６６０．[１８]㊀H a u t a k a n g a sS,O i l aJ,A l a t a l o M,e ta l．V a c a n c y d eＧf e c t sa sc o m p e n s a t i ng c e n t e r si n M gＧd o p e d G a N[J]．P h y sR e vL e t t,２００３,９０:１３７４０２Ｇ１Ｇ１３７４０２Ｇ４．[１９]㊀R e s h c h i k o v M A,M o r k o c H,P a r kSS,e ta l．Y e l l o wa n d g r e e nl u m i n e s c e n c e i na f r e e s t a n d i n g G a Nt e m p l a t e[J]．A p p l P h y sL e t t,２００１,７８:３０４１Ｇ３０４３．[２０]㊀K u n e r tH W,B r i n kDJ,A u r e tFD,e t a l．P h o t o l u m iＧn e s c e n c e a n dR a m a ns p e c t r o s c o p y o f M g－d o p e dG a N;a s g r o w n,h y d r o g e n i m p l a n t e da n da n n e a l e d[J]．M a t e r iＧa l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g B,２００３,１０２:２９３Ｇ２９７．[２１]㊀K o r o t k o vR Y,G r e g i e JM,W e s s e l sB W．O p t i c a l p r o pＧe r t i e s of t h ed e e p M na c c e p t o r i n G a NʒM n[J]．A p p lP h y sL e t t,２００２,８０:１７３１Ｇ１７３３．M i c r o s t r u c t u r e a n d o p t i c a l p r o p e r t i e s o fM gＧd o p e dG a Ne p i l a y e r s i m p l a n t e dw i t h M n i o n s X U D a q i n g１,Z H A N G Y i m e n２,L I P e i x i a n２,L O U Y o n g l e２,L I US h u l i n１,T O N GJ u n１(１．S c h o o l o fE l e c t r i c a l a n dC o n t r o l E n g i n e e r i n g,X i a nU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,X i a n７１００５４,C h i n a;２．K e y L a b o r a t o r y o fW i d eB a n dＧG a p S e m i c o n d u c t o rM a t e r i a l s a n dD e v i c e s,S c h o o l o fM i c r o e l e c t r o n i c s,X i d i a nU n i v e r s i t y,X i a n７１００７１,C h i n a)A b s t r a c t:F e r r o m a g n e t i cG a NʒM n t h i n f i l m sw e r e p r e p a r e db y i m p l e m e n t i n g M n i o n s i n t oM gＧd o p e dG a Ne p iＧl a y e r．T h e i m p l a n t e ds a m p l e sw e r ee x a m i n e dw i t hb o t hR a m a ns c a t t e r i n g a n d p h o t o l u m i n e s c e n c e(P L)m e a sＧu r e m e n t s t o c h a r a c t e r i z e t h e i rm i c r o s t r u c t u r e p r o p e r t y．T h eR a m a n s p e c t r a e x h i b i t a d d i t i o n a l e x c i t a t i o n s a t t r i bＧu t e d t o t h e v i b r a t i o n a lm o d e o f d e f e c t s c a u s e db y M nＧi o n i m p l a n t a t i o n a n d t h eM n r e l a t e d l o c a l v i b r a t i o n a lm o d e i n t h e v i c i n i t y o fE h i g h２．T h e r e s u l t s o f P L m e a s u r e m e n t s h o wt h a t n e w p e a k s a t１．６９,２．５４a n d２．９６e Ve m e r g e．T h eP L p e a ka t２．９６e V w a s a t t r i b u t e d t o a d e e p M g G aＧV N c o m p l e x e s d o n o rＧs h a l l o w M g a c c e p t o r t r a n s i t i o n,t h e P L p e a k a t２．５４e V w a s a t t r i b u t e d t o a s h a l l o wd o n o rＧd e e p a c c e p t o r t r a n s i t i o n,a n d t h eP L p e a k a t１．６９e V m a y b e d u e t o a t r a n s i t i o nb e t w e e n M g G aＧV N c o m p l e x e s d o n o r l e v e l a n d M na c c e p t o r l e v e l．K e y w o r d s:G a N;i o n i m p l a n t a t i o n;R a m a n s c a t t e r i n g;p h o t o l u m i n e s c e n c e２２０４１２０１５年第１４期(４６)卷。
