在半导体中引入磁性金属元素而形成的稀磁半导体材料因其能将自旋和电荷两个自由度集于一身,已经成为最近几年来材料科学领域中最前沿的研究对象。最近的理论研究指出,用特定的磁性元素对ZnO进行掺杂有可能获得室温铁磁性。因此,作为一种Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,ZnO已经引起了广泛的关注。本文采用磁控溅射法在ZnO半导体中引入磁性过渡金属元素Cr,对样品的磁化行为进行了初步研究并试图揭示出稀磁半导体中铁磁性的起因。首先介绍了稀磁半导体的研究概况和应用前景,并简要概述了ZnO基稀磁半导体的理论研究以及实验进展等,然后介绍了样品的制备工艺以及稀磁半导体中可能的磁相互作用。最后,从实验上研究了Cr掺杂ZnO系列样品的结构、表面成分以及磁化行为等。1、借助X-ray分析了所制备样品的结构。结果表明,Cr的掺入部分的取代了ZnO晶格中Zn的位置,但并没有改变ZnO的六方纤锌矿结构,在仪器测量精度范围内并没有发现第二相的存在。2、借助SEM分析了所制备样品的表面结构。结果表明Cr的掺入对其表面形貌有一定的影响,但其表面基本平坦,颗粒分布均匀。3、借助XPS分析了所制样品的表面成分。结果表明在我们的工艺条件下基本上不存在氧缺陷。4、借助PPMS分析研究了所制样品的磁学特性。结果表明所有样品在室温下均具有微弱的铁磁性。其铁磁性与所掺Cr的浓度有一定的关系,取决于铁磁性耦合与反铁磁性耦合之间的竞争关系。