稀磁半导体是一类电子电荷和自旋属性能被同时利用的新型功能材料，是现代自旋电子器件发展的基础。在传统微电子器件中，集成电路、高频器件等随着体积减小、运算规模提高将会遇到半导体量子效应、能耗和散热的瓶颈，自旋电子器件有望解决这些问题，从而带来信息传输、信息处理和信息储存技术的重要变革。SiC作为一种宽禁带半导体材料，具有优异的物理和化学性能，是制备高温、高频、大功率、抗辐射器件的理想材料。研究表明，SiC半导体具有稀磁特性，可作为自旋电子器件应用的重要材料，因而成为自旋电子器件研究领域的一个热点。但是，关于SiC半导体稀磁性能的研究仍有很大的空间，目前的学术观点乃至理论还不尽完善。本论文围绕SiC稀磁半导体展开了相关研究工作，主要包括SiC薄膜的外延制备和采用粒子辐照方法研究SiC薄膜体系的稀磁性能。　　作者采用化学气相沉积(CVD)法分别进行了同质外延4H-SiC薄膜和异质外延3C-SiC薄膜制备实验，系统研究了同质外延过程中衬底晶面、外延工艺参数和制备流程对4H-SiC薄膜表面形貌和结晶质量的影响，确定了同质外延工艺参数和制备流程，制备了结晶质量较好的4H-SiC薄膜，并对同质外延过程中的三角形状缺陷形成和演变机制进行了探讨;研究了以Si(100)晶面为衬底异质外延3C-SiC薄膜中外延生长温度、气相C/Si比对薄膜结晶质量和表面形貌的影响，分析了外延生长过程中竞位效应对3C-SiC载流子浓度变化的影响机制，获得了结晶质量较好的3C-SiC外延薄膜。　　作者研究了辐照粒子与SiC薄膜体系的相互作用机制。采用SRIM2008对辐照过程中粒子与碳、硅晶格原子的微观作用机制进行了模拟，研究结果表明，只有当辐照粒子具有足够高的能量时，晶格碳原子和晶格硅原子周围的共价键才会断裂，导致晶格原子偏离其晶格位，形成空位缺陷，在此过程中，辐照粒子的能量主要以电离相互作用的方式发生损失。使用能量为100 KeV的氢粒子、能量为100 KeV的碳粒子和能量为2.8 MeV的氩粒子辐照SiC薄膜，结果表明，未辐照的SiC薄膜呈现完全的抗磁特性，而经过粒子辐照后的薄膜样品表现出明显的磁滞回线，呈现出饱和磁化强度，具有稀磁特性。经粒子辐照处理的SiC薄膜样品，饱和磁矩大小与粒子剂量有关:随着粒子剂量的增大，样品的饱和磁矩逐渐增大;当粒子剂量超过一定阈值时，样品的饱和磁矩反而减小。粒子辐照将导致SiC薄膜样品内产生大量的缺陷，其中主要类型为碳硅双空位缺陷，而样品的饱和磁矩大小与碳硅双空位浓度密切相关。　　作者采用第一性原理计算了SiC体系内单碳空位、单硅空位和碳硅双空位缺陷的自旋态密度和局域磁矩。结果表明，单碳空位缺陷不能在SiC体系内产生局部磁矩，单硅空位缺陷能够在SiC体系内产生大小为1.0μB的局域磁矩，碳硅双空位缺陷能够在SiC体系内产生大小为2.0μB的局域磁矩。在经粒子辐照处理的SiC体系内，相比单硅空位缺陷，碳硅双空位缺陷更容易形成和存在。这样，作者从实验和理论的角度，说明了经粒子辐照处理SiC体系的室温铁磁性主要与辐照产生的碳硅双空位缺陷相关。