co摻雜zno的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)研究

《co摻雜zno的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文設(shè)計中文題目：Co摻雜ZnO結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)研究英文題目：ThestructureandopticalresearchofZnOdopedCo學(xué)生姓名：宋楊專業(yè)：物理學(xué)學(xué)號：11070316指導(dǎo)教師：王志軍完成日期：2011年5月19日摘要對電子自旋的研究使人們對微觀世界的了解加深，并發(fā)現(xiàn)了許多極具實用性潛力的現(xiàn)象，由此，自旋電子學(xué)誕生了。而作為一種具有豐富物理內(nèi)涵及重要應(yīng)用前景的新型電子材料，磁性半導(dǎo)體無疑已成為自旋電子學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。磁性半導(dǎo)體通常是將磁性元素注入Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族的半導(dǎo)體中，形成稀釋磁性半導(dǎo)體（DilutedMagneticSemiconducto

2、r-DMS）。由于磁性元素的引入，使得稀磁半導(dǎo)體擁有一系列不同于一般半導(dǎo)體的特性，稀磁半導(dǎo)體可以同時操縱電子的自旋及電荷，使電子的自由度增加，因而極大地提高了磁存儲的傳輸速率。這引起了許多研究者的關(guān)注。在In、Mn、As化合物磁性半導(dǎo)體方面，Ohno等人率先發(fā)現(xiàn)了鐵磁性，但其居里溫度最高為170K，限制了其應(yīng)用范圍。自從Dietl等人用RKKY理論預(yù)言了ZnO基磁性半導(dǎo)體的居里溫度高于室溫后，ZnO基半導(dǎo)體便受到了越來越多的關(guān)注，室溫下的ZnO具有良好的物理性能：禁帶寬度約為3.37eV，激子束縛能60meV，可實現(xiàn)室溫下激子發(fā)射。這些特性使得ZnO基稀磁半導(dǎo)體在藍(lán)光和紫外發(fā)光二極管、激光器

3、和光探測器等方面有重要應(yīng)用價值。盡管對ZnO的研究取得了不少進(jìn)展，但仍有許多問題處于爭論中，如ZnO半導(dǎo)體的鐵磁性的起源，不知道能否表現(xiàn)出內(nèi)稟鐵磁性，同時，載流子濃度的控制方法；雜質(zhì)能級和價帶、導(dǎo)帶之間的相互關(guān)系；半導(dǎo)體飽和磁化強度較低、高溫瓷電阻很小、輸運機(jī)理不清楚等問題都是亟待解決的問題。Co摻雜ZnO材料是ZnO基半導(dǎo)體中較為典型的一種，因其優(yōu)良的導(dǎo)電和發(fā)光性能以及在鐵磁性方面的潛力而被廣泛用于自旋半導(dǎo)體及相關(guān)器件方面的研究。在本文中，通過對乙酸鈷和乙酸鋅的粉末狀混合物加熱得到Co摻雜ZnO的化合物，通過對不同溫度下反應(yīng)出的摻雜ZnO的比較，研究Co摻雜ZnO的結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性。結(jié)果表明

4、：Co摻雜ZnO晶體的粒徑及X射線衍射強度均隨制備溫度的升高而增加，并且Co摻雜ZnO晶體有很強的紫外發(fā)射。關(guān)鍵詞Co摻雜；ZnOAbstractStudyofelectronspinmakepeoplehaveadeepenunderstandingonthemicroscopicworld,andfoundalotofgreatpracticalpotentialofthephenomenon,thus,thespintronicsappeared.Asarichphysicalmeaningpromisingandimportantnewelectronicmaterial,magne

5、ticsemiconductorhasundoubtedlybecomehotresearchfieldinspintronics.MagneticsemiconductorisusuallyinjectmagneticelementsintothemagneticelementofⅡ-ⅥorofⅢ-Ⅴsemiconductors,toformationdilutedmagneticsemiconductor(DMS).Sincetheintroductionofmagneticelements,makingtheDilutedMagneticSemiconductorhasarangeof

6、differentfromthegeneralcharacteristicsofthesemiconductor,dilutedmagneticsemiconductorscanmanipulatetheelectronspinandcharge,theelectronicdegreesoffreedomincreases,andthusgreatlyimprovethetransmissionrateofthemagneticstorage.Thisraisesconcernsofmanyresearchers.IntheIn,Mn,Ascompoundmagneticsemiconduc

7、tors,Ohno,whofirstdiscoveredtheferromagnetic,buttheCurietemperatureisupto170K,Thislimitsitsscopeofapplication.SinceDietletalpredictedwithRKKYtheorythatZnObasedmagneticsemiconductorsCurietemperaturewillbehig