N掺杂对ZnO∶Mn薄膜结构特性的影响

摘要：

Mn掺杂ZnO(以下简称ZnO∶Mn)稀磁半导体的磁性根源之一来源于晶体内部的晶化程度及晶格畸变.本文利用磁控溅射方法在玻璃衬底上室温沉积了ZnO、ZnO∶Mn以及Mn和N共掺杂(以下简称ZnO∶(Mn,N))薄膜.同时结合XRD衍射谱、SEM图和Raman光谱分析了掺入Mn和N元素后ZnO薄膜的结构变化.Raman光谱结果显示,在引入Mn元素以及进一步引入N元素后,薄膜内对应于E2(high)振动模式的Raman特征峰始终保持,说明ZnO、ZnO∶Mn以及ZnO∶(Mn,N)薄膜一直是六角纤锌矿结构.拟合的Raman特征峰显示由于Mn和N元素引入而引起的局域振动峰,暗示Mn和N元素已经进入薄膜内部.此外,Mn引入到ZnO薄膜后,Raman结果显示对应于E2(high)振动模式的特征峰左移,说明Mn元素的引入并没有破坏薄膜内六角纤锌矿结构,但是该结构的畸变更大,这可能是Mn进入ZnO晶格内部,并对Zn进行替代造成的.这一结果也得到了XRD测试显示的(002)衍射峰左移的支持.N掺入后影响了Mn在薄膜内的含量,使得薄膜内Mn含量减少,进而引起晶格缺陷也随之减少.

关键词：ZnO、Mn、N、拉曼、稀磁半导体

所属期刊栏目：25

分类号：TN304.055(半导体技术)

资助基金：天津市教委项目20120710;天津职业技术师范大学人才计划资助项目J10011060306,J10011060304;天津市高等学校创新团队培养计划资助项目TD12-5043

在线出版日期：2015-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：8-11