Sol-gel法制备ZnO薄膜及ZnO基的稀磁半导体

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近年来,由于ZnO光泵浦紫外激射现象的发现,使得ZnO成为一种新型的光电材料而受到人们的瞩目.该文利用Sol-gel法成功的制备出具有c轴取向的透明ZnO薄膜,发现不同衬底上的ZnO薄膜都呈现c轴取向,且随着灼烧温度的升高,Si衬底的ZnO薄膜的c轴取向性变好,该取向性受灼烧气氛的影响较小.通过对不同条件制备的ZnO薄膜的光致委光谱的测量,我们发现在氧气氛下灼烧的Si衬底上的ZnO薄膜由于缺陷太多而无明显的带边发射,在氮气氛下灼烧的样品由于N对部分缺陷的裣,出现了较弱的带边发射,波长为380nm,接近于ZnO晶体的带隙.对宝石衬底的ZnO薄膜的透射谱测量表明,ZnO薄膜在可见光区域具有较高的透射率,样品的吸收约为380nm,与PL谱一致.在此基础上我们又制备了具有较好的c轴取向的(Zn,Fe)O稀磁半导体薄膜.其He-Cd激光PL谱具有尖锐的带边发射,半高宽为13nm,位置在380nm,禁带宽度约为3.3Ev.通过对其VSM的测量,我们发现样品具有室温铁磁性,其饱和磁化强度约为10<'-3>emu量级,矫顽力约为30Oe,根据理论研究,铁磁性产生的机制为载流子诱导机制.
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