ZnO:Fe薄膜制备、光学与电学性质研究

用双靶磁控溅射设备制备了ZnO:Fe薄膜。分析了铁靶溅射功率对薄膜的光学及电学性质的影响。X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)图像表明:ZnO:Fe薄膜为六角纤锌矿结构,且具有非常好的沿垂直于衬底的c轴择优取向。当铁靶功率小于250W时,沉积速率随铁靶功率的增加而增加。随着铁靶功率的增加,透射光谱的吸收边有微弱蓝移,透过率在可见光区超过75%。掺铁后薄膜的电阻率只有10-2Ω.cm,远小于纯氧化锌的电阻率。通过实验得到ZnO:Fe薄膜的最佳制备条件。

退火气氛对ZnO∶Fe薄膜微结构和铁磁性能的影响

采用射频磁控溅射法在Si衬底上制备了Fe掺杂ZnO纳米薄膜,并在真空和空气中对其进行热处理,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微(SEM)、对其微结构、表面和断面形貌进行测试。结果表明,样品均呈现六角纤锌矿结构,薄膜沿c轴方向择优生长,发现退火气氛对薄膜的微结构有一定影响,当空气中退火时,出现了最强的(002)衍射峰,晶粒变为最大,薄膜的结晶度和取向性都明显变好。利用振动样品强磁计(VSM)对样品的铁磁性进行测试,发现真空中退火的样品饱和磁化强度比空气中退火的要大得多,并经分析认为这可能是薄膜中氧缺陷引起的。

退火氧压对Zn_(0.99)Fe_(0.01)O薄膜的结晶质量及其激光感生电压效应的影响

采用脉冲激光沉积法(PLD)在Al2O3衬底上成功制备了Zn0.99Fe0.01O薄膜,研究了退火氧压对Zn0.99Fe0.01O薄膜的晶体结构及其激光感生电压(LIV)效应的影响。X射线衍射仪分析结果表明,Zn0.99Fe0.01O具有六角纤锌矿结构,并且是沿[001]取向近外延生长。同时随着退火氧压的增大,薄膜的晶粒尺寸先增大后减小,退火氧压为2000 Pa时薄膜晶粒尺寸最大,结晶质量最好。另外在10°倾斜的Al2O3单晶衬底上制备的Zn0.99Fe0.01O薄膜在3000 Pa的退火氧压下可以观察到最大的LIV信号,达到79.5 mV。