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脉冲激光沉积制备Co掺杂ZnO薄膜的磁学性质研究

刘雪珍 , 鲍善永 , 张欢欢 , 马春雨 , 徐晓明 , 张庆瑜

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00369

采用脉冲激光沉积的方法,利用Zn0.95Co0.05O陶瓷靶,在不同氧气压力下制备Zn1-xCoxO薄膜.利用X射线衍射(XRD)、电子探针、吸收光谱对薄膜中Co含量、Co2+离子比例以及相组成进行了定量分析,研究了沉积过程中氧气压力对薄膜中Co含量的影响,定量讨论了薄膜中Co含量、Co2+离子比例以及相组成与薄膜室温磁性之间的关系,分析了薄膜磁性的起源.分析结果表明:薄膜中Co含量随氧气压力增大而减少,Co以替位Co2+离子为主.精细XRD分析表明,薄膜中存在纳米尺度的金属Co团簇,其含量与薄膜室温磁性估计的结果一致,Zn1-xCoxO薄膜的室温磁性归因于金属Co纳米团簇的超顺磁磁化机制.

关键词: Co掺杂ZnO , 稀磁半导体 , 磁学性能 , 磁化机制 , 定量分析

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