日本东京科学研究所的科研团队成功研发出一种新型铁磁半导体，其居里温度高达530K（约256.85℃），远高于现有材料。这项突破基于步进流生长技术，成功在GaAs基底上生长(Ga,Fe)Sb薄膜，实现了高达24%的铁掺杂，且未破坏晶体结构。研究团队通过磁圆二色性光谱法和Arrott图等技术验证了材料的磁性，并发现其每个Fe原子的磁矩约为普通铁金属的两倍。即使在开放空气中存放1.5年后，该薄膜仍保持较强的磁性，展现出良好的长期稳定性。

💡新型铁磁半导体在更高温度下工作：该研究的核心在于开发出一种在更高温度下仍保持磁性的铁磁半导体，其居里温度达到530K，突破了现有材料的限制，这对于未来高温电子设备的发展具有重要意义。

🔬步进流生长技术实现高铁掺杂：研究团队采用步进流生长技术，在GaAs基底上成功生长(Ga,Fe)Sb薄膜，能够在不破坏晶体结构的前提下，引入高达24%的铁，这是实现高温铁磁半体的关键。

✨磁性特性分析与验证：研究通过磁圆二色性光谱法和Arrott图等技术，验证了新材料的磁性，并发现其每个Fe原子的磁矩约为普通铁金属的两倍，表明其潜在的优异磁性能。

⏳长期稳定性测试：研究人员对新材料进行了长期稳定性测试，发现在开放空气中存放1.5年后，其居里温度略有下降，但仍保持较强的磁性，证明了该材料的长期耐用性。

IT之家 7 月 8 日消息，科技媒体 NeoWin 今天（7 月 8 日）发布博文，报道称日本科学家成功研发新型铁磁半导体（FMS），可在更高温度下工作，在 530 K（约 256.85 ℃）时达到居里温度。

IT之家注：居里温度是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度，是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。

它代表着磁性材料的理论工作温度极限，居里温度的大小由物质的化学成分和晶体结构决定，例如铁的居里温度约 770℃，钴的居里温度约 1131℃。

在 Pham Nam Hai 教授的领导下，来自东京科学研究所的科研团队成功研发新型铁磁半导体，相比较现有材料，能够在更高温度下工作。

在众多材料中，掺铁的窄带隙 III-V 族半导体，如 (In,Fe) Sb 和 (Ga,Fe) Sb，因其在高居里温度方面的潜力，而成为研究的重点。然而，在不破坏晶体结构的情况下，引入大量如铁这样的磁性元素一直是一个巨大的挑战。

在这个新研究中，东京团队找到了解决这个问题的方法。他们使用了一种称为步进流生长（step-flow growth）的技术，在稍微倾斜（约 10° 偏轴）的 GaAs（100）基底上生长（Ga,Fe）Sb 薄膜。这种方法在不破坏材料结构前提下，最高可以引入 24% 的铁。

凭借这一技术，团队创建了 (Ga₀.₇₆Fe₀.₂₄) Sb 薄膜，其居里温度在 470K 至 530K 之间，这是 FMS 研究中迄今为止报道的最高值。

为了确认磁性，团队使用了磁圆二色性光谱法，检查光与自旋极化电子态的相互作用。他们还使用 Arrott 图分析磁化数据，这是一种用于确定材料变为磁性的温度的技术。

样品中每个 Fe 原子的磁矩约为 4.5μB，接近锌矿结构中 Fe³⁺离子的理想 5μB。这大约是普通铁金属（α-Fe）磁矩的两倍。他们还测试了长期耐用性。一个 9.8nm 厚的薄膜在开放空气中存放 1.5 年后，尽管居里温度略微下降至 470K，仍显示出强烈的磁性。