Mo摻雜In2O3薄膜的電磁性能研究.pdf

1、稀磁半導體材料因其同時具有自旋和電荷兩種自由度而成為近年來的研究熱點。通過摻雜過渡金屬元素，In2O3基半導體會具有良好的電磁光性能，而且易于和多種半導體材料實現(xiàn)集成化，在下一代多功能器件中必將有極大的應用前景。
　　 本文中采用高溫固相燒結的方法，制備了Mo摻雜In2O3稀釋磁性半導體塊體，并對固相燒結的特征階段和原理進行了簡單介紹。后用制得的塊體作為蒸鍍源材料，采用玻璃片作為基底材料，用電子束真空蒸鍍的方法，通過改變基底溫度

2、、蒸鍍時間、蒸鍍氣氛、Mo摻雜量等參數(shù)制備出了一系列的Mo摻雜In2O3稀磁半導體薄膜，并采用X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡、四探針電阻測試儀、霍爾效應測試系統(tǒng)、振動樣品磁強計、紫外-可見光分光光度計分別對薄膜樣品的晶體結構、表面形貌、電輸運性能、磁性能、光性能進行了表征和分析。主要結論如下：
　　 (1)采用高溫固相法制備得到的Mo摻雜In2O3塊體，用真空蒸鍍的方法制備得到薄膜樣品，在Mo摻雜濃度為1％、2％、3％時具有了室溫

3、鐵磁性。
　　 (2)隨著Mo摻入量的變化，薄膜樣品的結構和磁性能均發(fā)生了較大的變化。當Mo摻入量為1％-3％時，獲得樣品的晶體結構與立方晶系In2O3相一致，而Mo摻入量為4％時，樣品中有第二相Ib11Mo40O62析出；Mo摻雜In2O3的晶格常數(shù)均小于In2O3晶格常數(shù)，隨著Mo摻入量的增加，晶格常數(shù)呈現(xiàn)減小趨勢，在摻入量為3％時，取得最小晶格常數(shù)9.765A。磁性能隨著Mo摻入量的增加而增大，在3％時，獲得最好磁性能15

4、2emu/cm3。
　　 (3)得到的最優(yōu)工藝參數(shù)為：選用2％Mo摻雜的In2O3作為靶材，蒸鍍時間為10min，真空艙室氣氛為10sccm的O2，基底溫度為400℃。在此參數(shù)下，薄膜樣品的性能為載流子濃度-7.881×1019 cm-3，載流子遷移率6.791 cm2/Vs，電阻率0.003Ωcm，飽和磁化強度108.232emu/cm3，透過率76％。
　　 (4)研究了Mo對In2O3磁性的影響機理，表明Mo摻雜I