稀磁半导体,由于其兼具电子的电荷属性和自旋属性受到了科研人员的广泛关注,具有不可比拟电子器件的潜在应用价值。SiC由于具有良好的导电性,高的热导率以及高的饱和电子迁移速度等性质,使得SiC基稀磁半导体备受关注。实验通过射频和直流交替磁控溅射制备了具有周期性结构的SiC/Cu超薄稀磁半导体多层膜,一方面非磁性掺杂元素Cu有效避免了磁性元素带来的磁性第二相对于体系本征铁磁性的干扰,另一方面,通过交替沉积,扩大了SiC和Cu的接触面积,改善了因Cu掺杂浓度低而导致的饱和磁化强度低的问题。本论文分析讨论了多层膜SiC/Cu的Cu层厚度以及退火温度对于样品的结构、输运以及磁性等的影响,而有关于SiC/Cu这种多层膜的研究也是鲜有报道。对于不同Cu层厚度的制备态SiC/Cu多层膜,用X射线反射率谱表征了其多层膜的周期性结构,且单层厚度处于埃级水平。傅里叶红外吸收结果表明SiC层是非晶中嵌有类晶的混合结构。X射线光电子能谱证明了Cu-C键的存在,并且Cu元素以单质Cu和Cu+的形式存在。X射线吸收精细结构及其拟合结果表明部分Cu原子以替位Si和Cu团簇的形式进入SiC中。样品的光致发光证明了SiC以极小的纳米晶形式存在,且所有样品峰位都均处于437nm,其发光机制来源于SiC纳米晶发光。输运测试结果表明,所有的多层膜都具有P型半导体特征,其载流子浓度都在1020的数量级,且随着Cu层厚度的增加而降低,Mott变成跃迁是样品的主要输运机制。另外,所有样品都表现出负磁阻特性,磁电阻的理论拟合表明载流子之间的p-d交换作用随着Cu层厚度的增加而降低。态密度的计算证明了体系的铁磁性来源于Cu 3d和C 2p的p-d交换作用。磁性测量显示所有样品都具有室温铁磁性,饱和磁化强度最高达到12.14 emu/cm3,且随着Cu层厚度的增加而降低,这是因为随着Cu层厚度的增加,载流子浓度降低,体系的p-d交换作用减弱,进而使得饱和磁化强度减小。对不同温度真空退火处理的样品。退火后的样品SiC层是非晶中嵌有类晶的混合结构,而Cu原子部分耦合进入了SiC层,并且替位Si位,以Cu、Cu+和Cu2+的混合价态形式存在。退火样品的光致发光谱证明了SiC以极小纳米晶的形式存在的结构,其发光效应来源于SiC纳米晶。所有的多层膜都具有P型半导体特征,Mott变成跃迁是样品的主要输运机制,并且均具有室温铁磁性。Hall测试表明,电阻率ρ随着退火温度的升高而增加,载流子浓度Pc和饱和磁化强度Ms随着退火温度的升高而降低,体系的铁磁性仍源于载流子调节的p-d交换作用。退火后的样品表现出了正巨磁电阻效应,其机制为正负磁电阻共同作用的结果,其中负磁阻是低温下由于电子的弱局域化所引起的,正磁电阻是由于载流子波函数的收缩作用所引起的,磁电阻表现出随温度的升高先增大后减小的特点。