2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、居里溫度高于室溫的鐵磁性半導(dǎo)體是下一代微電子和光電子器件中重要的自旋電子材料。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明氧化鋅摻釩可獲得居里溫度高于300K的鐵磁性,并且空穴的引入有利于鐵磁態(tài)的穩(wěn)定。ZnO的激子結(jié)合能為60meV,在室溫或更高溫度下能穩(wěn)定存在,可以實(shí)現(xiàn)室溫或更高溫度下高效的激子受激發(fā)射。因此有可能制作磁光特性集于一身的ZiaO器件。問題是如何獲得這種特性的高質(zhì)量ZnO薄膜。 本文采用直流反應(yīng)磁控共濺射法在玻璃襯底上制備了釩摻雜的ZnO

2、薄膜,研究了釩含量對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)參數(shù)的影響;同時(shí)考慮到空穴的引入有利于穩(wěn)定鐵磁性,還利用射頻、直流磁控共濺射的方法在玻璃襯底上制備了釩氮共摻的ZnO膜,分析了釩靶濺射功率和退火處理對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響。 研究結(jié)果和主要結(jié)論如下: 1.釩摻雜的ZnO薄膜研究(1) 當(dāng)V摻雜含量較小時(shí)(釩占鋅與釩原子和的百分比為1.74at.﹪),薄膜具有高度c軸擇優(yōu)取向和較好的結(jié)晶質(zhì)量,隨V含量增加薄膜取向性變差。V原子替代ZnO

3、晶格中的Zn,且分布均勻。V摻雜ZnO薄膜都處于壓應(yīng)力狀態(tài),壓應(yīng)力隨釩含量增大而增大。 (2) 少量的V摻雜可在特定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得高透過(guò)率的釩氮共摻ZnO膜;隨釩含量增加,薄膜透過(guò)率減小,折射率先減小后增大,消光系數(shù)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),光學(xué)帶隙先略微上升后明顯變小。這說(shuō)明通過(guò)改變V摻雜量可以控制ZnO的光學(xué)參數(shù)。 2.釩氮共摻的ZnO薄膜研究(1) 較小的釩靶功率(30W)可濺射得到結(jié)晶質(zhì)量較好和光學(xué)透過(guò)率較高的釩氮共摻Z

4、nO膜。隨釩靶功率增加,薄膜結(jié)晶質(zhì)量變差。釩氮共摻ZnO膜的光學(xué)帶隙隨釩靶功率增大近似線性增長(zhǎng),這說(shuō)明控制釩靶功率可改變釩氮共摻ZnO膜的光學(xué)帶隙。較小釩靶功率的釩氮共摻ZnO膜具有強(qiáng)的紫外發(fā)射和弱的藍(lán)光、綠光發(fā)射,發(fā)光性能較好。 (2) 退火處理可明顯改善釩氮共摻ZnO膜的結(jié)晶質(zhì)量和光學(xué)性能。隨退火溫度升高,薄膜結(jié)晶質(zhì)量變好,透過(guò)率增加,光學(xué)帶隙減小。釩氮共摻ZnO膜在550℃退火后紫外發(fā)射明顯增強(qiáng),同時(shí)有藍(lán)光、綠光和紅光發(fā)射

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