NixSiO2（1—x）颗粒膜的光学和磁光特性研究

用磁控溅射法制备了一系列NixSiO2(1-x)样品,并对部分样品作快速退火处理,室温下采用椭圆偏振光谱仪和磁光谱仪分别为1．5－4．5eV的光子能量区了样品的复介常数谱和极向复磁光克尔谱,研究了这种金属－绝缘体型颗粒膜的化学和磁光性质,发现调整适合的金属含量或对样品作退火处理,可以观察到复介电常数的实部从正到负的连续变化,而且在一定光子能量区,其值为零;介电张量的非对角元和光学常数对其磁光克尔角的增强起重要作用。     

不同退火温度下Mn掺杂ZnO纳米晶的结构和磁性

ZnO的激子束缚能高达60meV,具有优良的光学性质。因此,Mn掺杂的ZnO材料研究在磁性半导体领域广泛开展起来。文章采用溶胶-凝胶法制备了Mn掺杂的ZnO纳米晶,讨论了在不同退火温度下纳米晶的结构和磁性。XRD结果显示,所有样品均为六角纤锌矿结构。退火后,Mn掺杂ZnO纳米晶的晶格常数均略大于纯净ZnO的晶格常数,表明Mn2 已经替代Zn2 进入ZnO晶格。500℃退火的样品在4～300K温度范围内表现为顺磁性。将退火温度提高到900℃后,有少量尖晶石结构的ZnMn2O4存在。室温磁滞回线表明样品具有室温铁磁性,磁性来源于ZnMn2O4。     

Co掺杂的ZnO单晶薄膜的分子束外延及其室温铁磁性

研究了Co掺杂的ZnO单晶薄膜的分子束外延、结构、光学和磁学性质.利用分子束外延技术,在蓝宝石(0001)衬底上外延得到Co掺杂的Zn1-xCoxO(0≤x≤0.12)单晶薄膜.光透射谱和原位的X光电子能谱显示Co离子代替了ZnO晶格中部分Zn的位置.Zn1-xCoxO单晶薄膜具有内禀的铁磁性,并且居里温度高于室温.样品的铁磁性随着Co掺杂量x(x≤0.12)的增加而单调增大.     

Co掺杂的ZnO单晶薄膜的分子束外延及其室温铁磁性

研究了Co掺杂的ZnO单晶薄膜的分子束外延、结构、光学和磁学性质.利用分子束外延技术,在蓝宝石(0001)衬底上外延得到Co掺杂的Zn1-xCoxO(0≤x≤0.12)单晶薄膜.光透射谱和原位的X光电子能谱显示Co离子代替了ZnO晶格中部分Zn的位置.Zn1-xCoxO单晶薄膜具有内禀的铁磁性,并且居里温度高于室温.样品的铁磁性随着Co掺杂量x(x≤0.12)的增加而单调增大.     

Co2Ag98颗粒膜中磁光克尔效应的增强

通过Ａｒ离子束溅射仪制备了Ｃｏ２Ａｇ９８磁性颗粒膜样品,并且分别在１００、２５０、４００、５００℃下进行了退火,利用磁光克尔谱仪、椭圆偏振光谱仪对上述系列样品的光学常数、复介电函数、磁光克尔参数在室温下进行了测量。实验结果表明随着退火温度的升高,磁光克尔旋转角θκ和椭偏率εκ增大,并且在Ａｇ的等离子有收边附近出现在大的类共振增强峰,峰的位置随退火温度的升高发生红移。通过实验数据分析,主种类共振磁光     

退火温度对CoTiO2微结构和磁特性的影响

为了研究在稀释磁性半导体CoTiO2薄膜中不同退火温度对薄膜结构和磁性的影响,通过磁控溅射方法和原位退火工艺制备了CoTiO2薄膜样品.然后利用扫描探针显微镜以及振动样品磁强计对所制得的薄膜样品磁性和微结构的变化进行了研究.研究发现,热处理温度对薄膜的微结构和磁性能有很大的影响.扫描探针显微镜对样品的微结构分析结果表明,在400 ℃时磁性相的分布比较均匀,Co掺杂到TiO2结构当中且没有Co颗粒或团簇;振动样品磁强计测量样品的磁性能结果显示该样品具有明显的室温铁磁性.     

GaAs衬底上Mn／Sb多层铁磁膜的磁光克尔效应

利用超高真空电子束蒸发技术GaAs(100）上生长Mn/Sb多层膜,并经短时间热退火处理分别研究了其退火前后的磁性、磁光克尔效应及相应规律,退火前Mn/Sb膜在室温下即具有较强的铁磁特性,其易磁化轴在膜面内,样品表面由密集的岛状铁磁颗粒组成,未能观测到纵向（H//平面）克尔效应,经350℃、20min退火的样品显示了最大饱和磁化强度Ms和最小矫顽力Hc,X射线衍射测量表明膜为MnSb单晶并具有均匀的铁磁特性,能观测到显著的要有向和纵向磁光克尔效应,其随磁场变化表现出相应于磁化强度的磁带行为。     

微量Co2+掺杂ZnO粉体的结构和光学性能研究

采用球磨法制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.004,0.008)纳米粉体,分别利用XRD,PL光谱和紫外-可见吸收光谱对样品进行了表征。XRD图谱显示样品呈六方纤锌矿结构,随着Co2+离子掺杂量的增加,晶格常数和平均晶粒尺寸略有减小。在PL光谱上观察到三个发光带:370nm处的本征发光峰、468nm附近的强蓝光发光峰,以及533nm附近的绿光发光峰。和球磨样品相比,1 200℃退火的样品的发光强度明显增强,这归因于退火使样品晶粒长大。在紫外-可见吸收谱上可以观察到两个吸收带:由ZnO的带隙吸收引起的360～388nm的强紫外吸收带和由Co2+离子的d-d跃迁引起的565nm附近的可见光吸收带。因此通过调节Co2+掺杂量和选择适当的退火温度可制备高质量的发光材料。     

退火对MOCVD法生长ZnO薄膜性能的影响

采用MOCVD方法在(001)Si衬底上生长ZnO薄膜,并在空气中800℃退火1 h.生长及退火样品的XRD图谱均显示了较强的(002)ZnO衍射峰,表明ZnO薄膜为c轴高取向生长.光电子能谱(XPS)分析显示,退火后ZnO薄膜从富Zn生长变为富O生长.在样品的室温PL 谱中,观察到未退火样品的紫外发射峰的中心为3.28 eV,并观察到退火样品位于3.30 eV的自由激子发射峰和位于3.23 eV的施主-受主对的复合发光峰.实验结果表明,退火后ZnO薄膜的晶体质量得到提高.     

Mn／Sb多层膜的磁性和磁光特性

用超高真空蒸发技术在GaAs(100)和玻璃衬底上生长不同厚度Mn／Sb多层膜，并经短时间热退火(～1，20min)．磁化强度测量显示具有很强的室温铁磁特性．当多层膜厚度从700l增至1600A时，饱和强度增加了近一倍，极向和纵向克尔角也增加了，但不到一倍．这表明磁化强度和克尔角两者均依赖于多层摸的厚度，但不是简单的正比于厚度的关系．增加Mn／Sb多层膜的厚度能增强饱和磁化强度和极向和纵向克尔饱和角．X射线衍射谱图结果表明高质量单晶结构的Mn／Sb多层膜能用超高真空蒸发技术生长，对较厚的多层薄膜，热退火的时间可很短(约1min)．     

Zn1-xCoxO纳米复合薄膜的磁特性

用磁控溅射交替沉积和退火的方法制备了不同Co含量的ZnO纳米颗粒薄膜Zn1-xCoxO,并研究了其磁特性.发现室温下的比饱和磁矩随Co含量x(体积比)的减小而单调下降,矫顽力在x=0.5附近达到极大值.在温度从5 K升到50 K的过程中,磁矩迅速下降,50 K以上,磁矩基本不随温度变化.其原因是低温下,小的颗粒表现出铁磁性,随着温度升高至50 K,小颗粒变成超顺磁性,只有那些较大的颗粒才表现出磁性.     

Ni-Au/AlN/Si器件的深能级瞬态谱研究

对GaN器件制备过程中AlN缓冲层相关的电活性缺陷进行了C-V和深能级瞬态谱(DLTS)研究。C-V研究结果表明,制备态Ni-Au/AlN/Si MIS器件中,靠近AlN/Si界面处的掺杂浓度为4.4×10¹⁷cm-3,明显高于Si衬底的1.4×10¹⁶cm-3,意味着制备态样品中Al原子已经向衬底硅中扩散。采用退火工艺研究了GaN器件制备过程中的热影响以及热处理前后电活性缺陷在硅衬底中的演变情况,发现退火处理后,Al原子进一步向衬底硅中更深处扩散,扩散深度由制备态的500nm左右深入到1μm附近。DLTS研究结果发现,在Si衬底中与Al原子扩散相关的缺陷为Al-O配合物点缺陷。DLTS脉冲时间扫描表明,相比于制备态样品,退火态样品中出现了部分空穴俘获时间常数更大的缺陷,退火处理造成了点缺陷聚集,缺陷类型由点缺陷逐渐向扩展态缺陷发展。     

退火对N离子注入ZnO:Al薄膜性能的影响

利用溶胶-凝胶法在(0001)Al2O3衬底上制备了Al/Zn原子比为1%的ZnO:Al薄膜,将能量56keV、剂量1×1017ions/cm2的N离子注入到薄膜中.离子注入后,样品在500～900℃氮气气氛中退火,利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)、透射谱和四探针研究了退火温度对薄膜性能的影响.结果显示,在800℃以下退火,随退火温度提高,薄膜结晶性能逐渐变好;在600℃以上退火,随退火温度提高,紫外近带边发光峰(NBE)和缺陷相关的深能级可见光发光带都逐渐增强;600℃退火时,样品的电阻率仅为83Ω·cm.     

窄禁带碲镉汞调制光谱的近期进展和前景

简要介绍了红外光调制反射谱和调制光致发光谱的最新进展,并重点比较了相对于传统实验方法在信噪比,谱分辨率和实验耗时等方面所取得的显著进展.给出了在MBE生长HsCdTe薄膜样品研究中的应用实例,显示了该技术在光谱研究窄禁带半导体带间和低维结构带内跃迁方面的应用前景.     

基于PLD法制备ZnO:Eu3+,Li+薄膜的发光性质研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(111)衬底上生长了Eu3+、Li+共掺杂的ZnO薄膜。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)谱测试和光致发光(PL)谱分析,重点研究了退火处理对样品结构和发射光谱的影响。XRD谱测试表明,样品具有很好的C轴择优取向。PL谱研究表明,当用325nm光激发样品时,样品的发射光谱仅由ZnO基质的紫外发射和蓝光发射组成,并没有发现稀土Eu3+的特征发光峰;样品的蓝光发射源于电子从Zn填隙形成的浅施主能级到Zn空位形成的浅受主能级跃迁;和真空中退火的样品相比,O2中制备的样品的蓝光发射减弱,紫外发光增强。用395nm的光激发时,退火前样品分别在594nm和613nm处存在两个明显的Eu3+特征发光峰,退火后的样品仅发现Eu3+位于594nm的特征发光峰,这表明,退火处理不利于稀土离子的特征发射,但O2中退火的样品ZnO基质红绿波段发射光谱明显增强。     

室温和350℃下注Mn的GaAs/AlGaAs超晶格的磁学性质

通过室温和350℃注Mn后热退火,在GaAs/AlGaAs超晶格中引入了不同的亚微米磁性颗粒.利用原子力显微镜、能量散射X射线谱、X射线衍射和交变梯度磁强计研究了该颗粒膜材料的结构和磁学性质.通过比较这些颗粒的饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力和剩磁比,发现350℃注Mn的样品含有MnGa和MnAs两种磁性颗粒,而室温注Mn的样品主要含有MnAs颗粒.     

退火温度对掺氮Zn0薄膜结构和光电特性的影响

采用Zn3N2热氧化法在直流磁控溅射设备上制备了掺氮Zn0薄膜(ZnO:N),研究了不同退火温度对样品结构和光电特性的影响.X射线衍射谱(XRD)结果表明,Zn3N2在600℃以上退火即可转变为Zn0:N薄膜.X射线光电子能谱(XPS)发现,在热氧化法制备的ZnO:N薄膜中,存在两种与N相关的结构,分别是N原子替代O(受主)和N2分子替代O(施主),这两种结构分别于不同的退火温度下存在,并且700℃下退火的样品在理论上具有最高的空穴浓度,这一点也由霍尔测量结果得到证实.同时,从低温PL光谱中观察到了与N.受主有关的导带到受主(FA)和施主-受主对(DAP)的跃迁,并由此计算出热氧化法制备的ZnO:N薄膜中的N.受主能级位置.     

退火温度对掺氮ZnO薄膜结构和光电特性的影响

采用Zn3N2热氧化法在直流磁控溅射设备上制备了掺氮Zn0薄膜(ZnO:N),研究了不同退火温度对样品结构和光电特性的影响.X射线衍射谱(XRD)结果表明,Zn3N2在600℃以上退火即可转变为Zn0:N薄膜.X射线光电子能谱(XPS)发现,在热氧化法制备的ZnO:N薄膜中,存在两种与N相关的结构,分别是N原子替代O(受主)和N2分子替代O(施主),这两种结构分别于不同的退火温度下存在,并且700℃下退火的样品在理论上具有最高的空穴浓度,这一点也由霍尔测量结果得到证实.同时,从低温PL光谱中观察到了与N.受主有关的导带到受主(FA)和施主-受主对(DAP)的跃迁,并由此计算出热氧化法制备的ZnO:N薄膜中的N.受主能级位置.     

锰掺杂ZnO稀磁半导体的制备及铁磁性能

用溶胶-凝胶法,在超声波辅助条件下制备了Mn掺杂ZnO(Zn1-xMnxO,x≤0.05)稀磁半导体(DMS)纳米晶粉末样品.用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、超导量子干涉(SQUID)测磁仪分别对样品形貌、结构和磁性能进行了表征.较低的掺杂浓度下样品很好地保持ZnO的纤锌矿结构,随着掺杂浓度x的增加,样品的晶格常数近似线性增大,没有观察到杂质相.样品Zn0.98Mn0.02O显示了很好的铁磁性,居里温度在350 K以上.     

室温和350℃下注Mn的GaAs/AlGaAs超晶格的磁学性质

通过室温和35 0℃注Mn后热退火,在Ga As/ Al Ga As超晶格中引入了不同的亚微米磁性颗粒.利用原子力显微镜、能量散射X射线谱、X射线衍射和交变梯度磁强计研究了该颗粒膜材料的结构和磁学性质.通过比较这些颗粒的饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力和剩磁比,发现35 0℃注Mn的样品含有Mn Ga和Mn As两种磁性颗粒,而室温注Mn的样品主要含有Mn As颗粒