H掺杂对ZnCoO稀磁半导体薄膜结构及磁性能的影响.pdf

第33卷第4期2012年4月发光学报CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCEVol33No4Apr.,2012文章编号:10007032(2012)04041705H掺杂对ZnCoO稀磁半导体薄膜结构及磁性能的影响叶展通,朱德亮,马晓翠,吕有明,柳文军,曹培江,贾芳(深圳大学材料学院深圳市特种功能材料重点实验室,广东深圳518060)摘要:利用磁控溅射法,采用亚分子分层掺杂技术交替溅射Co靶和ZnO靶,在Si衬底上制备了不同氢氩流量比的H∶ZCO薄膜样品,研究了氢氩流量比对薄膜结构特性和磁学性能的影响。所制备的薄膜样品具有c轴择优取向。由于H对表面和界面处悬挂键的钝化作用,随H2流量比的增加,薄膜的择优取向变差。磁性测量结果显示,薄膜样品的铁磁性随着氢氩流量比的增大而增强。XPS结果表明,随着H含量的增大,金属态Co团簇的相对含量逐渐增加,而氧化态Co离子的相对含量逐渐减小。H∶ZCO样品中的铁磁性可能来源于Co金属团簇,H的掺入促使ZnO中的Co离子还原成Co金属团簇,从而增强了薄膜样品的室温铁磁性。关键词:磁控溅射法;ZnCoO稀磁半导体;H掺杂;Co金属团簇中图分类号::ADOI:tong,ZHUDeliang,MAXiaocui,LVYouming,LIUWenjun,CAOPeijiang,JIAFang(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ShenzhenUniversity,ShenzhenKeyLaboratoryofSpecialFunctionalMaterials,Shenzhen518060,China)CorrespondingAuthor,Email:******@Abstract:H∶ZCOthinfilmswerepreparedwithdifferentqv(H2)∶qv(Ar+H2)byusingsubmoleculedopingtechnique,(H2)∶qv(Ar+H2)axispreferentialorientation,andtheintensityof(002)diffractionpeakdecreaseswiththeincreaseofqv(H2)∶qv(Ar+H2)infilmsbe(H2)∶qv(Ar+H2)in,andtherelativecontentofoxidizedCoionsgradu