室温自旋极化磁性半导体

采用受控脉冲激光烧蚀沉积技术，在低氧室压下将颗粒状铁 (Fe) 和二氧化钛 (TiO$_{2-\delta}$) 交替层沉积在 (100) 铝酸镧 (LaAlO$_3$) 衬底上。薄膜总厚度约为 200 nm。薄膜在 4 至 $400 ^oK$ 的温度范围内表现出铁磁行为。该层状薄膜结构在 $300 ^oK$ 下被表征为 p 型磁性半导体，载流子密度量级为 $10^{20} /cm^3$。未掺杂的纯 TiO$_{2-\delta}$ 薄膜被表征为 n 型磁性半导体。空穴载流子在颗粒状 Fe 和 TiO$_{2-\delta}$ 层之间的界面处被激发，类似于金属 - 氧化物 - 半导体 (MOS) 器件中常见的金属/n 型半导体界面处激发的空穴。界面处的空穴在外加磁场中被极化，这表明这些颗粒状 MOS 结构可用于实际的自旋电子器件应用。