类型a：这篇文档报告了一项原创研究。

王学忠、蔡明、陈辰嘉、孙允希、孙鞫亨和张毓英来自北京大学物理系（北京，100871）的研究成果发表在2001年2月的《红 外 与 毫 米 波 学 报》第20卷第1期上。该研究探讨了利用超高真空电子束蒸发技术在GaAs(100)衬底上生长Mn/Sb多层膜，并通过短时间热退火处理来改善其铁磁特性和磁光克尔效应（Magneto-optical Kerr effect, MOKE）。

这项研究的主要科学领域是薄膜材料和磁性材料，特别是铁磁半导体异质结的制备及其特性研究。随着铁磁半导体异质结在电子和磁光器件上的应用前景日益受到关注，本研究旨在探索一种简单而有效的制备方法，以获得高质量的MnSb铁磁半导体异质结。具体目标包括：研究未退火和退火后Mn/Sb多层膜的磁性和磁光克尔效应；分析退火对膜结构、表面形貌及磁性分布的影响；以及探讨磁光克尔效应与膜内磁化强度的关系。

研究工作流程包括以下几个步骤： 1. 样品制备：使用Balzers UMS 500P超高真空电子束蒸发设备，在GaAs(100)衬底上生长不同层厚的Mn/Sb多层膜。衬底温度为100℃，真空度为1.33×10^-6 Pa。部分样品顶部还生长了100Å的SiO₂膜。 2. 退火处理：采用RTP-300型快速热处理设备，在高纯N₂保护下对样品进行短时间（≤20分钟）退火处理，退火温度范围为250~450℃。 3. 磁学特性测量：使用Model 2900 Micromag交变梯度磁强计（Alternating Gradient Magnetometer, AGM）在室温下测量样品的磁学特性。 4. X射线衍射分析：使用Philips X’pert X射线衍射仪（X-ray Diffraction, XRD）分析形成的MnSb膜结构。 5. 表面形貌和磁力像研究：使用MultimodeTM IIIa型原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）和磁力显微镜（Magnetic Force Microscope, MFM）研究样品表面形貌和零场磁力像。 6. 磁光克尔效应测量：利用偏振调制磁光克尔效应测量方法分别观测室温下的MnSb膜在632.8nm处极向（Polar, ⊥平面）和纵向（Longitudinal, ∥平面）克尔角随磁场的变化。

主要结果如下： 1. 未退火样品的磁学特性：未退火的Mn/Sb多层膜在室温下表现出较强的铁磁特性，饱和磁化强度达到500emu/cm³，大于H. Tatsuoka等人用热壁外延（Hot Wall Epitaxy, HWE）生长的MnSb薄膜的饱和磁化强度（300emu/cm³）。然而，未能观测到纵向（∥平面）磁光克尔效应。 2. 退火处理的效果：经过350℃、20分钟退火的样品显示出最大的饱和磁化强度（Ms）和最小的矫顽力（Hc）。X射线衍射测量表明，退火后的膜为MnSb单晶，具有均匀的铁磁特性。退火后的样品能够观测到显著的极向和纵向磁光克尔效应，其克尔角随磁场变化表现出磁滞行为。 3. 表面形貌和磁力像：AFM和MFM图像显示，未退火样品表面由密集的岛状铁磁颗粒组成，而在350℃退火后，膜面内的磁性分布变得十分均匀。

结论表明，使用超高真空电子束蒸发技术在100℃的GaAs衬底上生长Mn/Sb多层膜，并经350℃、20分钟退火，可以形成较高质量的单晶MnSb半导体异质结。这种异质结在室温下即具有强的铁磁性和较强的磁光克尔效应，与使用分子束外延（Molecular Beam Epitaxy, MBE）或热壁外延（HWE）技术在GaAs上生长的MnSb膜特性相近。

该研究的重要发现包括：通过短时间退火处理显著改善了Mn/Sb多层膜的铁磁特性和磁光克尔效应；揭示了退火温度对膜结构、表面形貌和磁性分布的影响机制；以及展示了磁光克尔效应作为一种有效手段来研究MnSb膜的铁磁特性。此外，该研究方法简单易行，为制备高质量铁磁半导体异质结提供了新的思路。

其他有价值的内容还包括：通过控制退火温度可以获得不同的矫顽力和饱和磁化强度，从而调控其铁磁特性；未退火样品未能观测到纵向磁光克尔效应的原因可能是由于膜内磁性不均匀和MnSb组分的不均匀或偏离所致。