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在现代信息技术中,信息处理是通过控制电子的电荷来实现的,而信息的存储利用的则是电子的自旋。如果能够同时利用电子的电荷和自旋两种信息载体,就有可能开发出全新的信息处理和存储模式。目前,一种基于现代半导体技术而又将对其产生强大冲击的新材料:稀磁半导体（DMS）,由于其许多新颖的特性,如法拉第旋转,巨磁阻,磁光效应等,正在日益激起人们的兴趣。当前研究稀磁半导体的主要方法是对半导体进行过渡元素的掺杂。这种掺杂方法可能通过两种不同的机制来实现载流子的自旋激化:一是以O离子为中介,使得其紧邻的掺杂过渡族磁性离子之间形成双交换作用,从而得到可以迁移的自旋极化的载流子;二是通过过渡族金属离子的d电子与基体半导体的sp载流子之间的强关联相互作用,从而使得半导体能带结构中的导带产生自旋交换劈裂,形成自旋多子和自旋少子,获得自旋极化的载流子。因为传统的半导体工业是以Si材料为基础的,所以基于Si和Ge的磁性半导体容易实现与当前半导体工业的集成而具有更广泛的使用价值。而已有理论预言MnxGe1-x的居里温度可以达到400K,2002年Park等人报道了居里温度在25—116K范围内的稀磁半导体,并发现外加电场可以控制由空穴引起的薄膜铁磁序,这使实际应用成为可能,于是大量的有关稀磁半导体的研究开展起来。由于高质量的Si成本较低,适用性强,重要的一点与目前成熟的微电子学技术兼容,到目前为止,人们利用不同的制备方法得到关于Si基磁性半导体的一些结果,如2004年,zhang等人用真空蒸发方法在单晶Si上制备了Si0.95Mn0.05样品,经晶化处理后铁磁性一直持续到400K;2005年M.Bolduc,C.Awo-Affouda等用离子注入的方法制备了一些样品发现退火对样品的磁性有很大影响。而利用磁控溅射方法来制备Si1-xMnx没有很大进展,由于利用磁控溅射可以在非热平衡状态下得到高Mn掺杂的样品,因此我们期望利用溅射法来制备不同浓度的Mn掺杂Si样品,研究Mn掺杂浓度的影响,得到最好性能。我们在衬底水冷的情况下,通过溅射法制备了Mn含量从5%到50%的样品,制备态样品的XRD测量结果没有任何衍射峰,说明样品为非晶或者多晶,AFM、SEM测量结果显示,样品生长十分均匀,证明生长过程中Mn与Si之间存在强烈的扩散作用,这也充分说明了,低温非热平衡过程生长,Mn在Si中有更高的溶解度,利用这种方法可以实现高Mn掺杂。通过进行磁性和输运测量,我们的样品在低温下表现为超顺磁性,可能在样品中形成了Mn离子的团簇,而经退火处理后,样品在室温下发现很弱的铁磁性。样品的R-T特性呈现明显的半导体特性。在24K以下,LnR和T-1/2成比例,样品中电子的导电机理应该是变程跃迁。在52K至72K左右范围内,lnR和1/T成比例,导电机理是半导体载流子的热激活模式,而在24K-52K范围内,我们判断是两种导电机理共同作用的结果。由样品的霍尔效应的测量结果,可以得到,低掺杂浓度时载流子为P型,随着掺杂浓度的提高,载流子变为N型,且随着Mn浓度的升高P型载流子浓度减小,N型载流子浓度变大。