ZnO稀磁半導(dǎo)體的制備和磁、光性能研究.pdf

1、近年來(lái)，基于對(duì)電子自旋態(tài)的產(chǎn)生、輸運(yùn)、控制等的研究，由此而導(dǎo)致了一門(mén)新的學(xué)科——自旋電子學(xué)的誕生。由于自旋電子器件能同時(shí)利用電子的電荷屬性和自旋屬性，它有可能成為電子科學(xué)與技術(shù)的新革命。稀磁半導(dǎo)體作為自旋電子學(xué)的重要基礎(chǔ)，目前引起了科學(xué)界廣泛的關(guān)注。
　　 本文利用溶膠-凝膠法分別制備了錳摻雜和鎳摻雜ZnO納米晶稀磁半導(dǎo)體，并分別用透射電子顯微鏡、X-射線衍射儀、拉曼光譜儀、超導(dǎo)量子干涉磁強(qiáng)計(jì)和陰極射線發(fā)光譜儀分別對(duì)樣品進(jìn)行了形

2、貌、結(jié)構(gòu)、磁、光性能表征。研究表明：
　　 納米晶顆粒尺寸在25納米左右；在較低的摻雜濃度下，樣品保持很好的ZnO纖鋅礦結(jié)構(gòu)，由于溶膠-凝膠法是一種穩(wěn)態(tài)的晶體生長(zhǎng)方法，因而錳和鎳的有效摻雜濃度較低；拉曼光譜分析表明，在較低的摻雜濃度下?lián)诫s離子在纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZnO中引入了明顯的晶格缺陷，使得Raman 散射峰發(fā)生峰移、不對(duì)稱展寬、出現(xiàn)新增Raman 散射峰等一系列變化，隨著摻雜濃度逐漸增加，ZnO纖鋅礦結(jié)構(gòu)逐漸被破壞；對(duì)于2％錳摻雜

3、樣品，在350K 條件下測(cè)得了明顯的磁滯回線，表明樣品具備較好的室溫鐵磁性；對(duì)于鎳摻雜樣品，也測(cè)得了樣品的室溫鐵磁性，鐵磁相變溫度在300K 以上。
　　 本文對(duì)納米晶樣品鐵磁性進(jìn)行了詳細(xì)的討論，證明室溫鐵磁性來(lái)源于摻雜ZnO本體。研究表明樣品鐵磁性跟載流子濃度密切相關(guān)，即鐵磁性能被載流子濃度調(diào)制，這將使得用電場(chǎng)調(diào)制稀磁半導(dǎo)體從而實(shí)現(xiàn)高速、非揮發(fā)器件變得可能，具有重大的應(yīng)用價(jià)值。
　　 論文第五章利用霧化氣相沉積法制備了