多孔Cu2O薄膜的制備、表征和室溫鐵磁性研究.pdf

1、具有室溫鐵磁性(RTFM)的金屬氧化物半導(dǎo)體，在未來的自旋電子器件、生物傳感器、催化劑等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。不過，目前人們得到的室溫鐵磁性比較弱，無法滿足自旋電子器件的實(shí)際需要，而且，人們對(duì)氧化物中出現(xiàn)的室溫鐵磁性的起因仍然說法不一，是亟待解決的問題。本文以AAO為模板，使用超高真空磁控濺射鍍膜設(shè)備反應(yīng)濺射制備了多孔Cu2O薄膜，使用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描探針顯微鏡(SPM)、物理性能測試系統(tǒng)(PPM

2、S)、能譜儀(EDX)、紫外-可見分光光度計(jì)(UV-Vis)等手段從形貌、成分、物相、磁性、缺陷類型等方面對(duì)薄膜進(jìn)行了表征，對(duì)鐵磁性的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了探討，具體結(jié)果如下:
　　1.采用二次陽極氧化法在0.3M的草酸溶液中制備了AAO模板，發(fā)現(xiàn)所制備的AAO具有有序的、整齊排列的、六角密堆結(jié)構(gòu)的納米孔洞結(jié)構(gòu)，XRD結(jié)果顯示無明顯的擇優(yōu)取向，是無定形的非晶化合物。
　　2.以AAO為模板，采用反應(yīng)磁控濺射法制備了Cu2O薄膜。發(fā)現(xiàn)

3、Cu2O薄膜具有和AAO模板一致的多孔結(jié)構(gòu)。在AAO模板孔徑一定的條件下，多孔Cu2O薄膜的孔徑與濺射功率和沉積時(shí)間有關(guān)，物相與氧流量有關(guān)。
　　3.磁性測試結(jié)果表明多孔Cu2O薄膜具有明顯的室溫鐵磁性，而且，薄膜表現(xiàn)出明顯的磁各向異性，其垂直于膜面方向?yàn)橐状呕较?。飽和磁化?qiáng)度的大小與氧流量、沉積時(shí)間和退火氛圍有關(guān)，最大飽和磁化強(qiáng)度約是130emu/cm3。
　　4.氧氣中退火使得薄膜的飽和磁化強(qiáng)度明顯減弱，光致發(fā)光圖譜證