射频磁控溅射制备Mn掺杂ZnO薄膜的结构和铁磁性能研究

摘要：

采用射频磁控溅射法制备了Mn掺杂ZnO(Zn1-x Mnx O,其中x=0,0.03,0.06)薄膜.通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉磁强计(SQUID)对薄膜结构和磁性能进行了研究.XRD和Raman研究表明,不同浓度Mn掺杂ZnO薄膜均为ZnO的六角纤锌矿结构,并沿(002)晶面择优取向,未检测到Mn以及与Mn相关的氧化物杂相.随着Mn掺杂浓度的增大,薄膜的结晶质量下降,晶粒尺寸减小.AFM研究结果与XRD和Raman结果相一致.SQUID测量表明Mn掺杂ZnO薄膜表现出室温铁磁性,Mn掺杂量x为0.03和0.06时,在1.59×106 A/m磁场下的磁化强度分别为0.12和0.18 A·m2/kg.随着Mn掺杂浓度的增大,磁化强度和矫顽力增大.基于XRD、Raman和AFM研究结果,可以认为Mn掺杂ZnO薄膜的铁磁性与杂相无关,属于样品的本征磁性.

关键词：Zn1-xMnxO薄膜、磁控溅射、结构、铁磁性

所属期刊栏目：40

分类号：O484.4;TN304(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金61176010,61172027

在线出版日期：2021-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：234-238