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《co摻雜zno的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)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(kù)。
1、吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)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(hào):11070316指導(dǎo)教師:王志軍完成日期:2011年5月19日摘要對(duì)電子自旋的研究使人們對(duì)微觀世界的了解加深,并發(fā)現(xiàn)了許多極具實(shí)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(wú)疑已成為自旋電子學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。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(shí)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(chǔ)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(lái)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(shí)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(cè)器等方面有重要應(yīng)用價(jià)值。盡管對(duì)ZnO的研究取得了不少進(jìn)展,但仍有許多問(wèn)題處于爭(zhēng)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(shí),載流子濃度的控制方法;雜質(zhì)能級(jí)和價(jià)帶、導(dǎo)帶之間的相互關(guān)系;半導(dǎo)體飽和磁化強(qiáng)度較低、高溫瓷電阻很小、輸運(yùn)機(jī)理不清楚等問(wèn)題都是亟待解決的問(wèn)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(guò)對(duì)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(guò)對(duì)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(qiáng)度均隨制備溫度的升高而增加,并且Co摻雜ZnO晶體有很強(qiáng)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