Fe掺杂 SnO2纳米晶薄膜的微观结构和性能

摘要： 采用反应磁控溅射法制备了Fe掺杂的SnO2薄膜. 沉积衬底为(100)的单晶硅, 基片温度270℃, Ar为溅射气体. 使用XRD, AFM和VSM研究氧分压对薄膜晶体结构和室温磁性能的影响. 实验表明, 氧分压为0.12Pa时, 溅射得到的化学成分为Sn0.975Fe0.025O2-δ的薄膜样品具有明显的室温铁磁性, 平均饱和原子磁矩达到1.8μB/Fe. 通过HRTEM和EDS分析了此样品的显微结构和成分分布, 实验结果表明, 薄膜由粒径3~7nm的纳米晶构成, 为四方金红石SnO2相; Fe元素分布较为均匀, 排除了磁性能是由第二相产生的可能; 同时由于薄膜电阻率接近于绝缘体, 室温磁性能不是由载流子诱导机制形成的, 而与晶格内部大量缺陷的存在密切相关.