ZnO基稀磁半导体材料的制备及性能研究.docx

ZnO基稀磁半导体材料的制备及性能研究
摘要
稀磁半导体材料在半导体器件技术中具有广泛的应用前景。本文主要探讨了一种基于ZnO的稀磁半导体材料的制备方法和其性能研究。研究表明，通过掺杂ZnO并与其他元素相一致，可以获得具有磁性的半导体材料。同时，该材料还具有优异的光电性能。本文就这些方面进行了详细的介绍和分析。
关键词：ZnO，稀磁半导体，掺杂，光电性能
引言
稀磁半导体材料具有磁性和半导体性质，使其在半导体器件技术中得到了广泛的关注和应用。在前沿领域，磁性半导体被应用于磁存储、磁电子、光电传感器、太阳能电池等领域。其中，ZnO作为一种优秀的半导体材料，在稀磁半导体材料制备中也扮演着重要的角色，因此，对于ZnO基稀磁半导体材料的制备和性能研究具有重要的意义。
材料制备
掺杂是制备稀磁半导体材料的重要途径之一。各种不同的元素掺杂或复合掺杂可以产生不同的磁性和光学性质。磁性材料的掺入通常使用原子插入或离子注入方法，并利用它们的能量使之嵌入晶格位置。实验结果表明，在ZnO中掺杂过渡元素如Mn，Fe和Co等具有很高的磁矩和长寿命状态。其中，Fe掺杂的ZnO(ZnFeO)是一种很有前途的材料，其具有半导体和磁性以上优异的性能。通过热磁管建立快速热处理电弧放电等方法制备的ZnFeO材料，表明其具有较高的饱和磁化强度和有关磁学参数。
除了掺入外，利用不同的工艺方法也可以制备稀磁半导体材料。其中，离子辐照是一种方法，通过这种方法制备的ZnO材料具有很高的曝光度，并表现出光辐照效应。因此，控制以上制备方法的优化条件，尤其是化学浴沉积，共沉积等方法的优化，可以提高制备稀磁半导体材料的质量和性能。
材料性能
掺杂ZnO所形成的稀磁半导体材料具有独特的光电性质。实验结果表明，掺杂ZnO的半导体能带宽度小，能隙大，载流子浓度和迁移率很高。掺入Fe等过渡元素时，磁性从roon温度直到300k时稳定。而在磁性方面，ZnFeO和其他磁性半导体材料相比，表现出更高的磁性行为。主要体现在磁滞回线的宽度和磁饱和度上。
此外，ZnO材料还具有优异的光学性质。在研究中，ZnO薄膜在自然光下表现出明显的发光行为。并且，当使用可见光线激发时，表面缺陷和离子束辐照对发光性质产生了影响。此外，掺杂对载流子在ZnO表面散射和自组装自身有一定的影响。
结论
本文综述了一些关于ZnO基稀磁半导体材料制备和性能研究的文献。通过掺杂ZnO以形成稀磁半导体材料，可以获得具有优异的光电性质。特别是，通过掺杂Fe等过渡元素的ZnO，具有更具磁性的行为，并且在磁滞回线的宽度和磁饱和度上表现出更高的磁性行为。因此，ZnO基稀磁半导体材料具有重要的应用前景，可以广泛应用于电子学、磁电传感器、太阳能电池等领域。