ZnO基稀磁半導(dǎo)體的電磁特性研究.pdf

1、自旋電子器件具有集成度高、功率低、運行速度快和易存儲等優(yōu)勢而備受關(guān)注。利用稀磁半導(dǎo)體(Diluted magnetic semiconductors,DMS)的半導(dǎo)體和磁學(xué)特性可制備自旋電子器件。有理論預(yù)言ZnO基稀磁半導(dǎo)體可室溫下觀測到鐵磁性，同時，ZnO具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)，來源豐富，無毒廉價等優(yōu)點，因此，研究ZnO基稀磁半導(dǎo)體具有重要意義。
　　本論文采用固相法制備Zn1-xCoxO塊體材料，再在樣品上采用離子注入法注入

2、Al3+。系統(tǒng)研究了燒結(jié)溫度、摻雜Co2+濃度和Al3+注入劑量對樣品的晶相結(jié)構(gòu)、室溫鐵磁性、電學(xué)特性的影響。樣品的制備與特性分析由兩個階段進(jìn)行：
　?。?）采用固態(tài)反應(yīng)法在不同的燒結(jié)溫度（T=1000℃、1100℃、1200℃、1300℃）下制備了Zn1-xCoxO（x=0.01，0.02，0.03，0.05）塊體樣品。XRD測試結(jié)果表明Co2+進(jìn)入ZnO晶格，成功取代了Zn2+的位置，未出現(xiàn)Co單質(zhì)和Co的氧化物，所有的樣品結(jié)

3、構(gòu)為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)。燒結(jié)溫度為1200℃，摻雜濃度為3％的樣品結(jié)晶度最佳。VSM測試結(jié)果表明樣品的鐵磁性隨Co2+濃度的增加而增強。1200℃燒結(jié)的樣品鐵磁性最弱，原因是Co2+在樣品中分布比較均勻，結(jié)晶度最佳。
　?。?）采用離子注入法在Zn1-xCoxO樣品中注入Al3+。XRD測試結(jié)果顯示所有樣品都為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，Al3+主要分布在ZnO的填隙。燒結(jié)溫度為1200℃，摻雜Co2+濃度為3%的樣品衍射峰最尖銳，結(jié)晶度最好。V