稀磁半導體(Diluted magnetic semiconductors,DMS)是指非磁性半導體中的部分原子被過渡金屬元素(transition metals,TM)取代后形成的磁性半導體。因為一般摻入的雜質濃度不高,磁性比較弱,因而叫做稀磁半導體,或者半磁半導體。因兼具有半導體和磁性的性質,即在一種材料中同時應用電子電荷和自旋兩種自由度,因而引起科研工作者的廣泛關注,尚處于研究階段。存在的問題集中于稀磁半導體的磁性來源,倘若研究結果與人設想的相同,則必將給計算機領域帶來一場新的革命。
稀磁半導體兼具半導體和磁性材料的性質,使同時利用半導體中的電子電荷與電子自旋成為可能,為開辟半導體技術新領域以及制備新型電子器件提供了條件。盡管對于DMS材料應用的研究尚處于實驗探索階段,但已展示出其廣闊的應用前景。如將DMS材料用作磁性金屬與半導體的界面層,實現自旋極化的載流子向非磁性半導體中的注入,可用于自旋極化發光二極管的制造。而對于某些鐵磁層/無磁層的多層異質結構,如GaMnAs/AlGaAs/GaMnAs等,通過調節外部參數如溫度、電場等,可控制半導體層中的載流子濃度以及磁性層間的磁耦合,這種特性能夠應用于制造磁控、光控的新型超晶格器件。