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科晶材料对掺杂ZnO薄膜的结构优化。

返回列表 来源:未知 发布日期:2021-07-05 09:12【

    制备 M n 掺杂 ZnO 薄膜普遍采用的 方法之一。关 于 溅 射 参 数( 如 工 作 气 压、衬 底 温 度、 射频( RF) 源或直流( DC) 源、衬底旋转速度和衬底材 料等) 对 ZnO 或掺杂 ZnO 薄膜的结构和性能的影响。采用射频磁控溅射法制备 了不同浓度 M n 掺杂 ZnO 薄膜,研究了 M n 掺杂浓度 对薄膜结构和磁性能的影响。并对 M n 掺杂 ZnO 薄膜 中 FM 的来源进行了讨论。合肥科晶材料技术有限公司。采用射频磁控溅射法在 Si( 100) 衬底上制备了 Zn1- xM nxO( x = 0,0. 03,0. 06) 薄膜。在镀膜之前,Si( 100) 衬底依次经无水乙醇,60 ℃ 丙酮溶液超声清洗 10 min,无水乙醇浸泡 20 min, 然后去离子水反复冲洗后在真空干燥箱里烘干。将清 洗之后的衬底置于溅射室中,系统真空抽至 6. 5×10-6 Pa,然后充入高纯( 99. 999%) 氩气和氧气,保持 Ar 流 量为 26 mL /min、O2流量为 4 mL /min( 即氩氧体积比 为 26 ∶ 4) 的条件不变,使溅射室工作气压为 2. 5 Pa。 调整衬底与靶间距离为 7 cm,等衬底温度达到 700 ℃ 时,首先进行预溅射 15 min,以清除靶材表面的污染物。


    对于掺杂 ZnO 薄膜样品的铁磁性起源问题仍存在 争议,一方面人们认为样品的铁磁性来源于金属团簇 或第二相,另一方面认为是样品掺杂的本征性质。本 工作中制备的 M n 掺杂 Zn1- xM nxO 薄膜样品不难排除 M n 团簇、M n 的氧化物和可能的第二相对薄膜样品铁 磁性的贡献。从 XRD 和 Raman 图谱可以看出,所有 样品均保持良好的 ZnO 六角纤锌矿结构,未出现其他 杂相。可排除薄膜样品存在 M n 团簇、M n 的氧化物和 可能的第二相的情况。当氧空位浓度达到一定 值时,邻近的磁极化子相互交叠,从而导致邻近的 M n 离子之间产生铁磁交换作用。这是 M n 掺杂Zn1- xM nxO 薄膜样品中观测到室温铁磁性的主要原因。