软铁/铁磁半导体薄膜的开发可用于自旋电子学和磁光器件，其中过渡金属氧化物在室温下的表面化学、光学、电学和磁性决定了器件的效率。在这方面，氧化铁如磁铁矿(Fe3O4)、磁赤铁矿(γ-Fe2O3)、ε-铁2O3是亚铁磁性的，而热力学和化学上最稳定的赤铁矿(α-Fe2O3)是一种弱铁磁体[1]。赤铁矿中的弱铁磁性起源于Fe矩的倾斜结构，并受Dzyaloshinski-Moriya相互作用的控制。赤铁矿在Morin温度(TM∼ 263 K)。
自旋力矩沿 c 轴(即垂直于基底平面)定向，在 T 以下产生完美的反铁磁 (AFM) 阶数M以及沿 T 上方 a-b 平面的倾斜铁磁/反铁磁顺序M另一方面，赤铁矿在电学上是一种各向异性绝缘体，在可见光区域(∼2.2 eV)具有光学带隙，但由于电流密度低，不适合自旋电子学应用。
通过掺杂等价(Al3+加语3+铬3+) 或等距 (Ti4+通用 电气4+四4+)离或二维薄膜的形成可用于自旋电子学应用。晶格错配、表面化学结构、基板和薄膜界面的元素混合等一些副作用对控制薄膜的电学和铁磁学特性起着至关重要的作用。例如，硅的掺杂增强了赤铁矿体系的电导率[9。SiO的形成2赤铁矿薄膜界面处的层具有更好的光活性。磁振子激励辅助的反铁磁自旋结构支持自旋电流的增强，光学激发的铁磁/非磁性层状异质结构适用于太赫兹(THz)区域的磁光器件。通过采用各种途径，例如在不同基板上生长薄膜、四价金属掺杂、跨深度结构工程以及上层和下层界面，在赤铁矿基薄膜中调整宽范围(2-4 eV)的光学带隙，对于光阳极、光电化学和光电催化活性等光学应用非常有用。
在这项工作中，我们计划研究未掺杂和硅掺杂赤铁矿薄膜的表面化学结构、膜-基体界面处的元素扩散以及比较性能。第一个目标是稳定菱面体相中薄膜的晶格结构，以及随着基板和生长膜的后热处理而变化的结构性质。第二个目标是报告薄膜的光学和磁性修饰，这是赤铁矿结构中硅掺杂和原子界面混合的影响。最后，可以对薄膜在磁光器件中的适用性进行简短的讨论。
