最近，中科院半导体所超晶格国家重点实验室博士生彭浩为，在李京波研究员、李树深研究员和夏建白院士的研究团队中，与美国再生能源国家实验室魏苏淮小组合作，在非磁性掺杂的铁磁性半导体基础研究中取得重要进展。相关成果发表在2009年1月9日的《物理评论快讯》 Physics Review Letters 102，017201 (2009)上。
   

    半导体自旋电子学对未来的信息技术更有可能产生革命性影响。以自旋极化载流子为基础的新器件具有抗辐射、低功耗、低噪声、高集成度、运算速度快等诸多优势，基于自旋电子学的半导体材料和器件的研究受到国际学术界的极大重视，使相关课题的研究在最近十年迅速成为凝聚态物理领域中的一大热点。

    通常，人们在半导体材料中掺入3d过渡金属元素（如Mn、Co、Ni等）来获取具有铁磁性的半导体，这就是说谓的“稀磁半导体”。最近人们发现一些半导体材料中不掺入磁性杂质的前提下，也具有铁磁性，并且有可能具有很高的转变温度（T_c）。由于这类半导体中各种离子的d轨道或f轨道要么全空要么全满，J. M. D. Coey把这类铁磁性命名为为“d⁰-铁磁性”（d⁰-ferromagnetism）。这类“d⁰-铁磁性”材料为寻找室温自旋电子学材料开辟了一条新的途径。但是人们对这类材料中磁性的起源并不充分理解。

   在这种背景下，半导体所的研究小组应用第一性原理计算，系统地研究了这些“d⁰-铁磁性”材料的物理机制，并设计一些途径来增强其中的磁性相互作用。他们发现空穴在这些第一行元素的化合物材料，比如氮化物、氧化物中导致磁化是它们的固有秉性。它们源自于氮、氧等其它第一行元素有很强的自旋交换作用，以及在离子性很强的氮化物、氧化物价带顶附近具有很高的态密度。然而，为了维持其磁化状态，需要足够的空穴载流子浓度促使体系的费米能级远离价带顶附近的能级。基于这个理解，他们发现通过在氮化物或氧化物中掺入局域的受主杂质、或利用量子限制效用来束缚空穴态，可以加强这些材料中的磁化。这些重要的发现，为将来制备非磁性掺杂的半导体自旋电子器件提供了一种全新的思路。

   该工作得到国家自然科学基金委和科技部973项目的支持。