射频磁控溅射制备Mn掺杂ZnO薄膜的结构和铁磁性能研究

作者：阳生红^*; 蒋志洁; 张曰理

来源：电子元件与材料, 2021, 40(03): 234-238.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2021.1549

• Zn1-xMnxO薄膜
• 磁控溅射
• 结构
• 铁磁性

采用射频磁控溅射法制备了Mn掺杂ZnO(Zn1-xMnxO,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。

• 单位
  中山大学