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《东北师范大学》 2009年
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氧化物稀磁半导体的研究进展

任广剑  
【摘要】: 通过研究人们认为磁性半导体( Diluted Magnetic Semiconductors,DMS)材料,尤其是氧化物稀磁半导体(Oxide-diluted magnetic semiconductors )材料是制备电子自旋器件的主要材料,在自旋电子学相关领域中具有非常广阔的应用前景。 本文主要介绍了近年来人们对Mn掺杂ZnO和( Co,Mn),(Mg,Mn)等共掺杂ZnO薄膜的生长制备、薄膜的结构、光学性质和磁学性质的研究进展情况。研究表明Mn的掺杂没有引起ZnO晶体结构明显的变化,仍为六角纤锌矿结构,但ZnO晶格常数一般变大,表明半径较大的Mn~(2+)离子已经替代Zn~(2+)离子,进入了ZnO格位;Mn的掺入导致薄膜的结晶性变差,也使ZnO薄膜对光的吸收发生了改变;样品大都具有室温铁磁性。 过渡金属共掺杂同样没有改变ZnO薄膜的结构,但薄膜质量不好,表面形貌粗糙;样品薄膜都出现典型的发光行为,PL谱包括紫光发射带和绿光发射带;共掺杂ZnO均显示出铁磁性。 理论和实验均证实,Mn在ZnO中有较高的溶解度;空穴导电的Mn掺杂ZnO材料最可能具有室温铁磁性。通过共掺杂和形成缺陷,能产生较多的空穴,可能更有利于产生室温铁磁性;需要我们进一步研究的是铁磁性的起源问题和探索Mn掺杂及其与过渡元素共掺杂ZnO薄膜的制备工艺,以便得到高质量的稳定的掺杂ZnO薄膜,以及掺杂对ZnO薄膜发光性能的影响等问题。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN304.21

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【参考文献】
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