ZnO稀磁半导体的制备及表征

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:PhilippsWang
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稀磁半导体材料是自旋电子学领域一个重要分支,由于具有巨负磁阻效应、磁光效应等新颖特性而受到人们的广泛关注。ZnO作为一种重要的宽带隙半导体材料,激子束缚能高达60 meV,具有优良的光学性质。因此,对于ZnO基稀磁半导体材料研究在磁性半导体领域广泛开展起来。本论文利用溶胶-凝胶方法制备了Mn掺杂的ZnO纳米材料和Fe掺杂的ZnO纳米材料,并对其结构、光学和磁学性质进行了的研究。研究表明,Mn掺杂后材料的光学质量有所提高,并具有室温以上铁磁性。Fe掺杂后材料的光学质量有所降低且没有发现铁磁性。具体工作如下:(1)采用溶胶-凝胶方法制备Mn掺杂的ZnO纳米材料,讨论了掺杂浓度和退火温度对样品的结构、光学和磁学性质的影响。研究发现随着Mn化学剂量的增加,样品的晶格常数增大,这表明Mn已经进入了ZnO晶格。适量的Mn掺杂可以使样品的禁带宽度增大,紫外发光发生蓝移。对其磁性研究发现了铁磁性,且磁性来源于Mn掺杂的ZnO纳米材料。(2)采用溶胶-凝胶方法制备Fe掺杂的ZnO纳米粒子,并研究了其光学、磁学特性。掺杂后的样品室温下深能级发射增强,这表明掺杂后的样品的光学性质变差。没有观察到铁磁性,这是由于有效的掺杂浓度不足导致的。
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