研究生: |
王孟秋 Wang Meng Chiu |
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論文名稱: |
稀磁半導體Zn0.96-XFeXCu0.04O奈米線的製備與研究 Fabrication and Study of the Diluted Magnetic Semiconductor Zn0.96-XFeXCu0.04O Nanowires |
指導教授: |
開執中
陳福榮 |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
原子科學院 - 工程與系統科學系 Department of Engineering and System Science |
論文出版年: | 2005 |
畢業學年度: | 93 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 85 |
中文關鍵詞: | 稀磁半導體 、氧化鋅 |
相關次數: | 點閱:1 下載:0 |
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本論文研究主要是在高溫的退火爐中以熱蒸鍍的方式成長出Zn0.96Cu0.04O奈米線,接著再利用離子佈植的原理將Fe摻雜入成長於石英基板之奈米線中。根據文獻上指出:具有銅的成分之ZnO塊材再摻雜磁性原子得到的磁性結果會比沒有銅成分的ZnO塊材來的好。所以本論文主要的討論主題為:將Fe原子佈植於摻有銅的Zn0.96Cu0.04O奈米線中,然後再利用穿透式電子顯微鏡、掃瞄式電子顯微鏡、X光能量分散光譜與電子損失能譜儀、超導量子干涉磁量儀等設備來觀察研究在不同的Fe佈植劑量、退火溫度下,其微結構與磁性的結果。
利用電子顯微鏡發現離子佈植會影響Zn0.96Cu0.04O奈米線的結構,並且隨著佈植劑量的增高到5×1016cm-2,奈米線被破壞的情況也越明顯。佈植後的奈米線表面並不平整,應是佈植所造成的損傷。接著將離子佈值後之Zn0.96-xFexCu0.04O奈米線於600℃及700℃的退火溫度下做熱處理,我們發現在700℃退火的樣品磁性質的表現明顯較600℃退火差,這是由於700℃退火時產生了反鐵磁相的析出物ZnFe2O4導致。
因此我們針對600℃退火的樣品來做研究。由EDS-map可以觀察到經過600℃退火後的Fe確實是均勻分佈在稀磁半導體Zn0.96-xFexCu0.04O奈米線中,而沒有特別聚集的現象。而在EELS中可以清楚觀察到Fe之L2、L3的特徵峰值,證實了鐵在Zn0.96Cu0.04O奈米線中的存在,並且發現Fe的氧化態較接近(Fe+2)。並且利用超導量子干涉磁量儀量測600°C退火之Zn0.96-xFexCu0.04O奈米線的磁性與溫度的關係圖,發現量測到的訊號為鐵磁訊號,且所測得的磁化量到300K皆不為0,呈現室溫的鐵磁行為。
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