磁控濺射金屬摻雜的ZnO-Li薄膜的制備及其特性研究.pdf

1、ZnO薄膜有熔點(diǎn)高、禁帶寬、激子束縛能大及透明度高等優(yōu)異特性.Li摻雜的ZnO（ZnO:Li）薄膜，電阻率增大（通常高于107Ω.cm），由固有缺陷引起的n型傳導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閜型傳導(dǎo)，且可能同時具有鐵電性和鐵磁性.金屬摻雜ZnO:Li薄膜，不僅可以改變ZnO薄膜傳導(dǎo)類型，還可以進(jìn)一步增強(qiáng)薄膜的電學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)特性.
　　利用磁控濺射法，在背景真空低于5×10-4Pa，靶基距保持在7cm，不同氬氣氧氣比率，不同工作壓強(qiáng)，不同濺射功率下，在

2、Si基底上制備了不同Li含量的ZnO:Li薄膜.X射線衍射（XRD）測試表明薄膜具有ZnO纖鋅礦結(jié)構(gòu)，顯示高c軸擇優(yōu)取向.沒有發(fā)現(xiàn)Li有關(guān)的第二相結(jié)構(gòu)，且薄膜（002）衍射峰隨Li含量的增多，向低角度移動.計算結(jié)果表明薄膜晶格常數(shù)增大，說明Li已摻雜入ZnO晶格中.ZnO:Li薄膜表面光滑致密，薄膜在可見光范圍內(nèi)有較高的反射率.
　　利用磁控共濺射的方法制備了金屬（Co，Cu，Al）摻雜ZnO:Li薄膜.利用X射線衍射（XRD），

3、場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM），振動樣品磁強(qiáng)計（VSM）和紫外-可見-近紅外分光光度計（UV-VIS-NIR）測試了薄膜的結(jié)構(gòu)，表面形貌，磁學(xué)性質(zhì)及光學(xué)性質(zhì).
　　結(jié)果表明，金屬Co,Cu摻雜入ZnO晶格中，使薄膜結(jié)晶質(zhì)量變差，且晶粒變小.樣品均顯示室溫鐵磁性，說明薄膜中磁性來源并非磁性金屬Co的固有鐵磁性，而是來源于金屬摻雜入ZnO晶格中所引起的缺陷.Co摻雜的ZnO:Li薄膜退火后其飽和磁化強(qiáng)度從3.67emu/cm3增