溶胶-凝胶法制备Co掺杂ZnO基稀磁半导体的研究.pdf

西北大学
硕士学位论文
溶胶-凝胶法制备Co掺杂ZnO基稀磁半导体的研究
姓名:纪红芬
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统(微电子技术)
指导教师:张志勇
20080602
要摘采用蚔测试手段对样品的结构、成分以及磁性能进行了表征分析。实关键词:稀磁半导体,琧粼樱芙海悍ǎ簧杓稀磁半导体材料是一种集载流子的自旋和电荷两种自由度于一体的新型半导体材前的一大研究热点。作为宽带隙直接禁带半导体材料的云溆帕嫉奈锢怼⒒能成为可能实现室温下铁磁性的稀磁半导体基体材料。而且,〈虐氲继厶宀牧希晒Φ获得了室温铁磁性。通过正交实验方案和单因素实验方案较系统的研究了制备工艺条件验结果表明,的掺杂并未改变南诵靠笮途褰峁梗荂粼恿康脑龃蠡降低样品的结晶质量。快速退火工艺有利于样品具有室温下的铁磁性能。结合样品磁性能测试结果以及钴和钴的氧化物的铁磁性能的分析,认为观察到的铁磁性是样品本身所具有的性质,而不是来源于样品中的第二相。同时应用载流子调节的双交换机制初步分析了样品中存在的铁磁性,并对不同工艺条件下所制样品铁磁性之间料,由于其具有磁光、磁电、磁输运等新颖特性,蕴涵着巨大的潜在应用前景,成为当能够实现室温以上的铁磁性。对样品结构和磁学特性的影响。的差异做出了合理的解释和预测。西北大学硕士学位论文
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加晟嘣滤耆学位论文作者签名:纪红芬窒乏红莶西北大学学位论文知识产权声明书媚磕甓嘣日西北大学学位论文独创性声明段辍卧日本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名:指导教师签名:本人声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究发表或撰写过的研究成果,。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,本论文不包含其他人已经的说明并表示谢意。
言引一、选题依据一、达赵堑的信息处理机制—集电子的电荷与自旋于一身的自旋电子器件的研究与开发。自旋电子用电子的电荷属性和自旋属性进行信息处理和存储的化合物—稀磁半导体,开传统器件的运行速度和存储密度越来越接近其理论极限,这一事实促使人们探索新器件研制的首要问题是电子自旋的注入虿,然后是自旋极化的输运。用磁性离子勺褰鹗粼K鼗蛳⊥猎K替代化合物半导体中的部分组成元素形成能够同时利创了在传统半导体中研究和应用电子自旋特性的新领域。稀磁半导体材料由于其在自旋电子学领域的应用潜力而备受关注巧@砺垩芯勘砻鳎篒甐寤衔锇氲继逵幸桓鎏殊的性能,就是可以通过分别改变掺入杂质的浓度和过渡金属元素的浓度而独立控制半导体中的电荷和自旋的浓度。年,等人基于平均场理论预言〈虐氲体可能实现高温铁磁特性。随后【亢推鰏【】等人采用基于局域密度近似的从头算法,从理论上支持了斫氲继宀牧鲜且恢质迪指呔永镂露鹊闹饕2牧稀T理论研究的支持下,各国的研究人员掀起了稀磁半导体材料的研究热潮。目前人们尝试了许多不同的制备方法,合成了纤维、薄膜、块材等不同形状的样品,采用的制备方法主要有脉冲激光沉积、法【彤】、水热法、固相反应法、分子束外延法【】、【等等,然而不同制备方法所获得的实验结果存在着很大的不一致性【埘】。综合考虑制备方法间的差异,、化学剂量比准确、工艺简单、成本低、易于实现精确掺杂、可制备不同形状的样品等优点。另一方面,从目前研究过的材料来看,牧献罹呖7⑶绷Γ琙是一种室温下禁带宽度为目泶吨苯咏带半导体材料,具有慕细呒ぷ邮磕芤约敖洗蟮慕榈绯J脱沟缦凳任榷性好,光学透过率高,化学性能稳定,材料丰富易得,价格低廉,对环境无污染。被广泛用于发光器件、表面声波器件、太阳能电池、紫外光探测器等领域。由于募生长特征和过渡金属离子易于掺杂等特点,可被开发为性能良好的稀磁半导体材料。因此,〈虐氲继宀牧稀西北大学硕士学位论文
二、研究意义三、论文的主要工作由于目前应用于集成电路和高频器件的主流半导体材料本