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《射頻磁控濺射制備zno基稀磁半導(dǎo)體薄膜工藝的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津理工大學(xué)碩士學(xué)位論文射頻磁控濺射制備ZnO基稀磁半導(dǎo)體薄膜工藝研究姓名：張俊萍申請學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：光學(xué)工程指導(dǎo)教師：陳希明20080101摘要隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，稀磁半導(dǎo)體因其獨(dú)特的性質(zhì)而備受人們關(guān)注，它將自旋和電荷兩個(gè)自由度集于同一基體，同時(shí)具備有磁性材料和半導(dǎo)體材料的特性，在自旋電子學(xué)以及光電子領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景，比如自旋閥、自旋二極管、穩(wěn)定的存儲(chǔ)器、邏輯器件和高速的光開關(guān)等等，‘因此，無論在理論上，還是在應(yīng)用上，稀磁半導(dǎo)體材料都是一個(gè)值得深入研究的課題。本文討論研究的主要工作為：1、對稀磁半導(dǎo)體的概念、研究進(jìn)展和應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行介紹；2、為了制備了高質(zhì)量的cr摻
2、ZnO薄膜，首先對ZnO薄膜的制備參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，研究了不同沉積功率、襯底溫度、氬氧比、工作壓強(qiáng)對ZnO薄膜沉積速率和生長的影響，在本征拋光硅片上沉積ZnO薄膜的最佳參數(shù)為：襯低溫度400℃，靶距6cm，氬氧分壓比9：4，功率170W，工作壓強(qiáng)為1．5pa，，此時(shí)生長的ZnO薄膜結(jié)晶質(zhì)量好i呈現(xiàn)高C軸取向。3、磁控濺射制備Cr摻雜ZnO薄膜，通過時(shí)間控制Cr的摻雜濃度，沉積出一組樣品，對其進(jìn)行熱處理，采用X射線、掃描電鏡、物理性質(zhì)測量儀等對它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了檢測和分析不斷優(yōu)化沉積條件，找出沉積Cr摻ZnO薄膜的最佳方案。最終得出Cr摻ZnO薄膜的最佳工藝參數(shù)如下：工作壓強(qiáng)為1．5pa，襯底
3、溫度為400℃，氬氧比為9：4，濺射功率為170W，直流電壓為320V，直流電流為340mh。通過退火制備出的Zn。一，cr。O薄膜樣品均呈現(xiàn)鐵磁性，具有明顯的磁滯現(xiàn)象，且Cr摻ZnO薄膜的濃度為2．10％時(shí)，薄膜的鐵磁性和結(jié)晶都較好。關(guān)鍵詞：Cr摻ZnO基稀磁半導(dǎo)體，射頻磁控濺射，退火AbstractWiththedevelopmentofmodeminformationtechnology，dilutemagneticsemiconductorsattractmuchattitionbecauseofuniqueproperties．Ithastwosetsoffreedomdegree
4、s一-spinandchargeinthesamematrix，alongwithcharacteristicsofmagneticandsemiconductormaterials，showsaveryb．roadapplicationprospectsinelectronicsandphotonicsspinfields，suchasspinvalves，spindiodes，stablememory，logicdevicesandhigh-speedopticalswitchesandSOon．Sodilutemagneticsemiconductormaterialsisatopic
5、worthyofdeeplystudybotllintheoryandinapplication．Thispaper’Smainworkareasfollow：1，Theconceptofdilutedmagneticsemiconductor,researchprogressandapplicationfjeldsareintroduced．2，InordertogethighqualityCr-dopedZnOfilms，firstofall，optimizetheparameters，theeffectofdepositionpower,substratetemperature，the
6、ratioofargonoxygen，workingpressureondepositionrateandgrowthofZnOthinfilmhasbeenmade．ThebestparametersofZnOthinfilmonpolishedsiliconareasfollow：thesubstratetemperature400℃，therangefrom6cnl，theratioofargonoxygen，9：4，sputteringpower170W,workpressure，1．5pa．Inthissituation，ZnOthinfilmhasgoodcrystallizat
7、ionandshowshi．ghC—axisorientation．3，CrdopedZnOthinfilmspreparedbyMagnetronsputtering．DopingconcentrationCangainbycontrolingthetime．Agroupofsamplesneedheattreatment．UsingofX—rayandscanningelectronmicroscopy,
