摘要：结合半导体和磁性的铁磁半导体是开发基于自旋的设备的关键。先前研究的材料，例如（GA，MN），其温度低于室温，从而限制了其实际使用。现在，研究人员通过利用阶跃增长方法来克服这些局限性，达到创纪录的530摄氏度的居里温度，促进了稳定的，室温的半导体旋转器设备的发展。...
铁磁半导体（FMS）结合了半导体和磁性的独特特性，使其成为开发整合半导体和磁功能的自旋设备的理想候选者。但是，FMS的主要挑战之一是达到了较高的居里温度（tc）在室温下使他们的稳定操作。尽管以前的研究达到了tc420 K高于室温，它不足以有效地操作自旋功能材料，从而突出了对增加的需求tc在FMS中。该期刊选择的125个未解决的问题中已经介绍了这一挑战科学在2005年。（ga，mn）等材料显示低tc，限制它们在自旋设备中的实际用途。虽然将Fe添加到狭窄的带隙半导体（例如GASB）似乎很有希望的同时，融合了高浓度的Fe，同时保持结晶度很难，限制了可达到的Tc。
为了克服这些局限性，由日本东京科学院的Pham Nam Hai教授领导的一组研究人员使用副GAAS（100）基质的阶级增长方法开发了高质量的（GA，FE）SB FMS，其高偏外属于10°。他们的发现发表在2025年4月24日的第126卷，第16期，应用物理信函的第16卷。使用阶梯流增长方法的利用使他们能够在保持优异的结晶度同时融合高浓度的Fe，从而导致Tc最多530 K-到目前为止，FMS的报告最高。
该团队利用磁圆二色性光谱测量来确认（GA0.76，fe0.24）基于FMS的自旋偏振带结构的SB层。此外，团队还采用了Arott地块，这是推断T的标准技术c来自磁化数据。该方法有助于确定磁过渡点，从而在不同温度下对材料的铁磁行为有了更精确的了解。
“在常规（GA，FE）SB样品中，保持高铁的结晶度是一个持久的问题。通过将阶梯流增长技术应用于囊泡基质，我们成功地解决了这一挑战，并实现了世界上最高的Tc在FMS中，”海教授说。
此外，研究人员还通过测量储存在露天中的较薄（GA，FE）SB（9.8 nm）层的磁性特性，研究了样品的长期稳定性1。5年。尽管t略有减少c从530 K到470 K，材料保留了明显的铁磁特性，显示出其实际应用的潜力。此外，该材料每Fe原子表现出很大的磁矩（4.5μb/ATOM），接近FE的理想价值3+锌混合晶体结构中的离子（5μb/原子）。这是α-FE金属的两倍，突出了材料的出色磁性。
“我们的结果证明了制造高位的可行性cHAI教授补充说，与室温兼容的FMS是迈向实现Spintronic设备的关键步骤。”
总体而言，这项研究强调了使用阶梯流生长在产生具有较高Fe浓度的高质量，高性能的FMS中使用替代基底物生长的膜形成的有效性。通过克服低T的瓶颈c，这项研究代表了朝着实现可以在室温下运行的自旋功能半导体设备迈出的重要一步。
