過渡族金屬摻雜ZnO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、磁性能和光學性質(zhì)研究.pdf

1、采用電子束濺射法制備了不同工藝條件的過渡族金屬(Fe、Co、Cu)摻雜ZnO薄膜.通過對樣品薄膜的結(jié)構(gòu)分析,系統(tǒng)研究了在不同的工藝條件下如襯底類型、襯底溫度、氧分壓、退火溫度,以及Cu摻雜含量對薄結(jié)晶狀況的影響,找出薄膜結(jié)構(gòu)最佳工藝參數(shù),獲得沿c軸高度擇優(yōu)取向的高質(zhì)量ZnO薄膜.我們采用原子力顯微鏡(AFM)方法觀察薄膜的顯微結(jié)構(gòu),利用所得的圖象信息對薄膜的晶粒結(jié)構(gòu)、晶粒取向、表面形態(tài)平整度等進行分析討論,認為400℃的襯底溫度對硅襯底

2、薄膜是合適的,與結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果一致.通過對薄膜磁性能的分析和研究,我們得出一些有意義的結(jié)果:適量過渡金屬離子Fe、Co摻雜的ZnO薄膜,在室溫下具有鐵磁性,而在此基礎(chǔ)上摻入少量的Cu離子能改善薄膜的磁性.摻Cu量有個最佳值,而且結(jié)構(gòu)最好的薄膜磁性不一定最好.另外,我們還對薄膜光致發(fā)光性質(zhì)進行了分析和研究,結(jié)果表明:納米結(jié)構(gòu)ZnO薄膜的紫外發(fā)光來源于帶間激子的輻射復合發(fā)光,PL譜的帶邊發(fā)射峰發(fā)生藍移是由于Fe、Co、Cu對Zn的替代使薄膜