[发明专利]一种制备磁性锗量子点的方法

权利要求书

1.    一种制备磁性锗量子点的方法，其特征在于，具体制备方法如下：

步骤1）使用由沉积室、抽气系统、加热系统、气体流量控制系统、等离子体射频系统和磁控溅射系统六部分构成的反应性磁控溅射系统作为生长系统；

步骤2）选择n型硅片作为衬底，依次用丙酮、乙醇、去离子水超声波清洗，然后用氮气吹干，放进生长系统中的等离子体射频系统中阴极的中心部位；

步骤3）采用锗烷作为反应气体，氩气作为稀释和溅射气体，锰靶作为掺杂靶；

步骤4）先应用化学气相沉积沉积锗量子点，然后应用磁控溅射方法进行锗量子点的原位掺杂，即得磁性锗量子点。

2.根据权利要求1所述的制备磁性锗量子点的方法，其特征在于，步骤2）中所述的n型硅片为100晶面。

3.    根据权利要求1所述的制备磁性锗量子点的方法，其特征在于，步骤2）中所述的锗烷的纯度为99.9999%，锰靶的纯度为99.9999%。

4.根据权利要求1所述的制备磁性锗量子点的方法，其特征在于，所述步骤4）的具体操作为：

锗量子点生长方法：通入锗烷和氩气，在等离子体射频作用下锗烷分解为锗原子、H⁺、氢原子，在反应压强为40Pa-60Pa、生长温度为450℃-550℃的条件下锗原子沉积到硅片上形成锗应变量子点，锗量子点的生长时间为0.5-1.5个小时；

然后在锗应变量子点上进行锰的掺杂：开启磁控溅射系统，将锰靶对准锗应变量子点表面进行均匀掺入锰，掺杂8-12分钟后在550℃-650℃的温度下进行热快速退火35-45分钟；

再由卢赛福背散射测量准锗应变量子点中锰的浓度，达到10¹⁵cm^-3。

5.根据权利要求4所述的制备磁性锗量子点的方法，其特征在于，步骤4）的具体操作中，通入锗烷和氩气两种气体的反应比例为1：19。

6.根据权利要求4所述的制备磁性锗量子点的方法，其特征在于，步骤4）的具体操作中，是在反应压强50Pa，生长温度500℃条件下锗原子沉积到硅片上形成锗原子应变量子点，锗量子点的生长时间为1小时。

7.根据权利要求4所述的制备磁性锗量子点的方法，其特征在于，步骤4）的具体操作中，是将锰靶对准锗应变量子点表面进行均匀掺入锰，掺杂10分钟后在600℃温度下进行热快速退火40分钟。