ZnO基稀磁半導體的研究.pdf

1、具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO材料是一種性能優(yōu)良的半導體器件材料，它在室溫下具有較大的禁帶寬度和激子束縛能，是一種具有很大潛力和應用價值的紫外發(fā)射材料，多年來一直受到物理、化學、材料、和微電子等研究領域的重視。近年來，人們通過研究發(fā)現(xiàn)，在ZnO半導體材料中摻入3d磁性過渡族金屬離子，利用載流子控制技術可使其成為具有新型功能的稀磁半導體材料。目前，ZnO稀磁半導體材料的研究在國際上已受到高度關注，而此項研究在國內(nèi)則尚處于初始階段，針對于目前大部分

2、文獻及報道集中在磁性研究這一現(xiàn)狀，本論文系統(tǒng)研究了ZnO:Mn粉體的品格結(jié)構(gòu)、磁學性能，對發(fā)展ZnO稀磁半導體材料及其應用具有重要意義。 本論文對ZnO基稀磁半導體的晶體結(jié)構(gòu)、基本性質(zhì)和主要應用進行了綜述。同時，對ZnO基稀磁半導體材料的制備方法以及主要表征手段進行了介紹。 我們采用共沉淀方法制備了Zn1-xMnxO(x=0.02，0.06，0.10)粉體材料，并研究了不同的摻雜含量對樣品的晶格常數(shù)、顆粒大小和磁性能的影

3、響，得到了最佳的實驗條件，為進一步制備ZnO摻Mn提供了可靠的實驗依據(jù)。運用XRD，SEM，VSM等手段對Zn1-XMnxO粉體進行了研究。系統(tǒng)研究了摻雜濃度對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。隨著Mn含量的增加，晶格常數(shù)也隨著增大，當Mn的濃度高達10％的時候未使ZnO改變其纖維鋅礦結(jié)構(gòu)。通過比較實驗條件，發(fā)現(xiàn)在空氣氛圍中退火，容易造成Mn的氧化；只有在合適的溫度合適的氣氛條件下可以得到完美的ZnO晶格結(jié)構(gòu)。為了在材料中產(chǎn)生更多的空穴，首次采用化