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磁控溅射法制备钴掺杂氧化锌薄膜室温磁学性质

吴兆丰 程鲲 张峰

吴兆丰, 程鲲, 张峰. 磁控溅射法制备钴掺杂氧化锌薄膜室温磁学性质[J]. 强激光与粒子束, 2015, 27: 024112. doi: 10.11884/HPLPB201527.024112
引用本文: 吴兆丰, 程鲲, 张峰. 磁控溅射法制备钴掺杂氧化锌薄膜室温磁学性质[J]. 强激光与粒子束, 2015, 27: 024112. doi: 10.11884/HPLPB201527.024112
Wu Zhaofeng, Cheng Kun, Zhang Feng. Room temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO films synthesized by magnetron sputtering[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2015, 27: 024112. doi: 10.11884/HPLPB201527.024112
Citation: Wu Zhaofeng, Cheng Kun, Zhang Feng. Room temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO films synthesized by magnetron sputtering[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2015, 27: 024112. doi: 10.11884/HPLPB201527.024112

磁控溅射法制备钴掺杂氧化锌薄膜室温磁学性质

doi: 10.11884/HPLPB201527.024112
详细信息
    通讯作者:

    吴兆丰

Room temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO films synthesized by magnetron sputtering

  • 摘要: 钴掺杂氧化锌是室温稀磁半导体的重要候选材料,其磁学特性和钴掺杂浓度、显微结构及光学性质密切相关。磁控溅射具有成本低、易于大面积沉积高质量薄膜等特点,是广受关注的稀磁半导体薄膜制备方法。利用磁控溅射方法制备了不同浓度的钴掺杂氧化锌薄膜,并对其显微结构、光学性质和磁学特性进行了系统分析。结果表明:当掺杂原子分数在8%以内时,钴掺杂氧化锌薄膜保持单一的铅锌矿晶体结构,钴元素完全溶解在氧化锌晶格之中;薄膜在可见光区域有很高的透射率,但在567, 615和659 nm处有明显吸收峰,这些吸收峰源于Co2+处于O2-形成的四面体晶体场中的特征d-d跃迁。磁学特性测试结果表明钴掺杂氧化锌薄膜具有室温铁磁性,且钴的掺杂浓度对薄膜的磁学特性有重要影响。结合薄膜结构、光学和电学性质分析,实验中观察到的室温铁磁性应源于钴掺杂氧化锌薄膜的本征属性,其铁磁耦合机理可由束缚磁极化子模型进行解释。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-09
  • 修回日期:  2014-10-06
  • 刊出日期:  2015-01-27

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