文档介绍：摘要稀磁半导体(DMS)结合了半导体的电荷输运特性和磁性材料的信息存储特性,是构建新一代自旋电子器件的关键材料。本文利用脉冲激光气相沉积法(PLr))N备了ZnO及掺杂znl一xCoxO系列样品,主要研究Znl—xCoxO薄膜的结构, 光学性质和磁学性质。 1,利用PLD法在Si(001)面上生长了不同厚度的ZnO薄膜。采用x射线衍射(Ⅺ①),原子力显微镜(AFM)和同步辐射光谱技术对ZnO系列样品的结构和光学性质进行了研究,并讨论了ZnO薄膜电学性质的厚度依赖性。随着厚度的增加,薄膜的晶格应变得到释放,表面粗糙度明显增大,电学性质得到优化。在薄膜生长的不同阶段会产生不同的缺陷,发光PL谱上出现对应的缺陷峰。 2,Znl吖CocO薄膜光学性质的研究:利用PLD法在A1203(0001)面上外延生长了Znl啊CoxO(x=,,,,)系列样品。通过对PL谱以及透射谱的分析可知,Co的掺入,增大了znl嗡CoxO薄膜的禁带宽度,这种现象可以用“"效应来解释。 3,利用x射线吸收精细结构(XAVS)、X射线衍射(Ⅺm)和磁性测量等技术研究脉冲激光气相沉积(PLD)法制备的Znl喵CocO@=,,,,)稀磁半导体薄膜的结构和磁性。磁性测量结果表明Znl吖CoxO样品都具有室温铁磁性。XRD结果显示其薄膜样品具有结晶良好的纤锌矿结构。EXAFS结果表明, PLD法制备的样品中的Co离子全部进入ZnO晶格中替代了部分Zn的格点位置, 生成单一相的Znl吖CoxO稀磁半导体。通过对X射线吸收近边结构谱的分析, 确定Znl书CocO薄膜中存在0空位,我们认为co离子与O空位的相互作用是诱导Znl吖CoxO产生室温铁磁性的主要原因。论文的最后一章,介绍了中国科学技术大学国家同步辐射实验真空紫外圆二色光谱测量装置的安装及调试结果,包括光学设计、样品池、数据采集系统、以及标准样品测量的结果。该实验站连接在弯铁光源、正入射单色器光束线的末端, 。采用线性起偏器获得线偏振同步辐肌经过光弹调制器(PEM)获得重复频率约50 KHz、左右旋交替的圆偏振光。通过高压伺服使得光电倍增管平均输出电流不变;使用锁相放大器采集与PEM同频的交流信号,得到圆二色光谱信号。常规实验条件(氮气氛保护、水作为溶剂、标准样品池)下,可测试的光谱范围是178 nm,-一300 nm。通过采用特殊溶剂、超短光程***化物样品池等手段,可以将测试的短波限推至140 nm。 Abstract Diluted ic Semiconductors(bine the electric transport properties ofsemiconductors and thememory characters ic materials,and hence are crucial forthenew generation ofspintronic thisdissertation,ZnO and Znl—zCoxO thinfilms with different Co concentration were depositied bypulsed laserdeposition method(PLD),some work based onstructural,optical andmegnatic properties ofZnl—xCoxO thinfilmswere undertook asfollow 1,ZnO films with different thickness had been deposited on Si(001)substrate using PLD byvaryidg thedeposition thickness dependence ofthe structural, electricalproperties and optical properties had been investigated byXRD,ArM and synchrotron radiation phot01uminescence isfound thatthe lattice straindecreases thesurface roughness ofthefilmincreases when film thickness study shows that different defect