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研究生: 詹博旭
CHAN, PO-HSU
論文名稱: 氧化鋅摻雜氧化釩多層膜之結構與磁性研究
Structure and magnetic properties of V2O5 doped ZnO thin film
指導教授: 黃榮俊
Huang, Jung-Chun
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 光電科學與工程研究所
Institute of Electro-Optical Science and Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 91
中文關鍵詞: 氧化鋅氧化釩
外文關鍵詞: ZnO, V2O5
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  • 本論文工作是使用離子束濺鍍系統成長[ZnO/V2O5]多層膜。實驗分成兩部份。第一部份為改變V2O5摻雜厚度,第二部份是將多層膜作高真空退火處理,研究多層膜電性及結構特性。
    由SQUID量測多層膜特性,顯示樣品呈現鐵磁性,並隨退火溫度產生不同的變化,[ZnO(20Å)/V2O5(1Å)]25多層膜磁性隨退火溫度上升而變強,[ZnO(20Å)/V2O5(3Å)]25多層膜磁性隨退火溫度上升而變弱,[ZnO(20Å)/V2O5(2Å)]25多層膜變化則介於兩者之間,磁性來源我們以磁性極化子模型來解釋,發現氧空缺和薄膜磁性變化有著重要的關係。

    In this study,we deposited [ZnO(20Å)/V2O5(xÅ)](x =1,3) films on Al2O3(0001) substrate by an ion beam sputter. The structural, electrical and magnetic properties of [ZnO/V2O5] films annealed at 200,400 and 600℃ have been investigated.The results of x-ray diffraction reveal no detectable V clusters or formation of secondary phases. The ferromagnetism of [ZnO(20Å)/ V2O5 (1Å)] films increased as the annealing temperature was decreased. However, the ferromagnetism of [ZnO(20Å)/V2O5(3Å)] films decreased as the annealing temperature was increased.The results suggest that ferromagnetism in [ZnO/ V2O5] comes from an intrinsic factor highly correlated to the oxygen vacancy defects.The dopant V2O5 played an important role effect defects in [ZnO/V2O5] films.

    第一章 序論 1-1 前言 1 1-2 稀磁性半導體介紹 2 1-3 相關文獻回顧 4 1-4 研究動機 12 第二章 相關理論介紹 2-1 ZnO薄膜特性簡介 13 2-1-1 ZnO晶體結構及特性 13 2-1-2 ZnO薄膜光學結構 16 2-2 物質的磁性 17 2-2-1 順磁性 18 2-2-2 鐵磁性 20 2-2-3 反磁性 22 2-3 平均場理論 23 2-4 磁性來源機制 25 2-4-1 侷限載子式鐵磁性 25 2-4-2 交互巡迴式鐵磁性 26 第三章 儀器介紹 3-1 實驗製程儀器-離子束濺鍍系統 28 3-1-1 濺鍍原理介紹 28 3-1-2 IBS 系統簡介 29 3-2 退火系統 33 3-3 X-ray繞射儀 35 3-4 吸收光譜 38 3-5 超導量子干涉磁量儀 47 3-6 電性量測 49 第四章 實驗結果與討論 4-1 實驗流程 51 4-2 [ZnO(20Å)/V2O5(xÅ)]不同摻雜比例分析 53 4-2-1 X-RAY 結構分析 53 4-2-2 透光率分析 54 4-2-3 磁性分析 57 4-3 [ZnO(20Å)/V2O5(1Å)]25 系列熱處理分析 59 4-3-1 X-RAY 結構分析 59 4-3-2 透光率分析 61 4-3-3 磁性分析 64 4-3-4 電性的分析 67 4-3-5 前緣吸收光譜(XANES)與延伸吸收光譜(EXAFS)分析 69 4-4 [ZnO(20Å)/V2O5(3Å)]25系列退火分析 73 4-4-1 X-RAY 結構分析 73 4-4-2 透光率分析 75 4-4-3 磁性分析 78 4-4-4 電性的分析 83 4-4-5 前緣吸收光譜(XANES)與延伸吸收光譜(EXAFS)分析 84 第五章 結論 88 參考文獻 90

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    下載圖示 校內:2008-01-16公開
    校外:2008-01-16公開
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