Ni摻雜ZnO薄膜的制備與性質(zhì).pdf

1、本論文采用脈沖激光沉積(PLD)方法制備Ni摻雜的ZnO薄膜，研究不同Ni含量對(duì)樣品結(jié)構(gòu)的影響、系統(tǒng)研究摻雜含量與樣品的熒光特性以及磁性能間的關(guān)系。同時(shí)，制備了高Ni含量的ZnO薄膜，形成Ni的結(jié)構(gòu)有序相，對(duì)其微結(jié)構(gòu)和熒光特性進(jìn)行了研究與分析。取得了如下主要結(jié)果：1.在室溫條件下采用脈沖激光沉積技術(shù)在Si(100)襯底上制備Ni摻雜ZnO薄膜，研究了摻雜Ni以后薄膜結(jié)構(gòu)的變化。對(duì)不同Ni含量樣品的熒光性能進(jìn)行了研究，觀察到360nm的新

2、熒光峰，且不同Ni含量下，熒光峰位置不變，而相應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生了變化。當(dāng)靶材中Ni：ZnO的摩爾比為5％時(shí)，樣品中360nm左右的熒光峰強(qiáng)度最強(qiáng)。其結(jié)果表明360nm的熒光峰可能起源于分裂的價(jià)帶與導(dǎo)帶間的復(fù)合躍遷，而Ni的加入對(duì)其躍遷幾率產(chǎn)生明顯影響。 2.采用PLD方法，在室溫下制備不同含量Ni摻雜的ZnO薄膜，并在室溫下采用VSM測(cè)試其磁性能，首次在Ni摻雜的ZnO薄膜中獲得了室溫下的鐵磁性，當(dāng)Ni分別為1at.％，3at.

3、％，5at.％，7at.％時(shí)，對(duì)應(yīng)的每個(gè)Ni原子飽和磁矩分別為0.37μB，0.26μB，0.25μB，0.21μB。樣品中每個(gè)Ni原子的飽和磁化強(qiáng)度隨Ni含量的增加反而逐漸減小。通過對(duì)其磁性產(chǎn)生的機(jī)制分析，表明所觀察到的室溫鐵磁性是薄膜的本征特性，而不是由其它鐵磁性的相的存在所產(chǎn)生的。 3.在不同襯底溫度上的制備了高Ni含量的ZnO薄膜，獲得了Ni結(jié)構(gòu)有序的Ni0.7Zn0.3O相。研究了襯底溫度對(duì)有序相形成的影響。X射線衍射