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氧化物稀磁半导体的研究进展
作 者: 任广剑
导 师: 刘玉学
学 校: 东北师范大学
专 业: 凝聚态物理
关键词: 稀磁半导体 ZnO 磁学性质 光学性质
分类号: TN304.21
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 219次
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内容摘要
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通过研究人们认为磁性半导体（ Diluted Magnetic Semiconductors,DMS）材料,尤其是氧化物稀磁半导体（Oxide-diluted magnetic semiconductors ）材料是制备电子自旋器件的主要材料,在自旋电子学相关领域中具有非常广阔的应用前景。本文主要介绍了近年来人们对Mn掺杂ZnO和（ Co,Mn）,（Mg,Mn）等共掺杂ZnO薄膜的生长制备、薄膜的结构、光学性质和磁学性质的研究进展情况。研究表明Mn的掺杂没有引起ZnO晶体结构明显的变化,仍为六角纤锌矿结构,但ZnO晶格常数一般变大,表明半径较大的Mn2+离子已经替代Zn2+离子,进入了ZnO格位;Mn的掺入导致薄膜的结晶性变差,也使ZnO薄膜对光的吸收发生了改变;样品大都具有室温铁磁性。过渡金属共掺杂同样没有改变ZnO薄膜的结构,但薄膜质量不好,表面形貌粗糙;样品薄膜都出现典型的发光行为,PL谱包括紫光发射带和绿光发射带;共掺杂ZnO均显示出铁磁性。理论和实验均证实,Mn在ZnO中有较高的溶解度;空穴导电的Mn掺杂ZnO材料最可能具有室温铁磁性。通过共掺杂和形成缺陷,能产生较多的空穴,可能更有利于产生室温铁磁性;需要我们进一步研究的是铁磁性的起源问题和探索Mn掺杂及其与过渡元素共掺杂ZnO薄膜的制备工艺,以便得到高质量的稳定的掺杂ZnO薄膜,以及掺杂对ZnO薄膜发光性能的影响等问题。
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全文目录
摘要 4-5
ABSTRACT 5-7
第一章 引言 7-12
1.1 ZnO 薄膜的晶体结构 7-8
1.2 ZnO 薄膜的制备 8-10
1.3 选题依据 10-12
第二章 Mn 掺杂ZnO 薄膜的研究进展 12-26
2.1 Mn 掺杂ZnO 薄膜的微结构 12-20
2.2 Mn 掺杂ZnO 薄膜的光学性质 20-23
2.3 Mn 掺杂ZnO 薄膜的磁学性质 23-26
第三章 过渡金属共掺杂 ZnO 薄膜的研究进展 26-35
3.1 Mg 和 Mn 共掺的 ZnO 纳米薄膜的光学性质和磁性 26-27
3.2 Co 和Mn 共掺杂ZnO 铁磁性的第一性原理 27-31
3.3 Nd 及其与Fe，Mn 共掺杂ZnO 薄膜的结构与发光特性 31-35
第四章 结论 35-36
参考文献 36-39
致谢 39
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 一般性问题 > 材料 > 化合物半导体 > 氧化物半导体
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