N掺杂对Co-ZnO薄膜电学和磁学性能的影响

摘要： 采用脉冲激光沉积(PLD)法通过电离活化方式在石英和Si(100)衬底上制备了Co-N共掺ZnO薄膜, 研究了N掺杂对Co-ZnO薄膜电学和磁学性能的影响. 实验观察到700℃、N2O压强为15Pa时生长的Co-N共掺ZnO薄膜显示室温磁滞回线. 采用XRD、SEM、XPS、霍尔测试和SQUID等手段对样品进行了测试, 结果表明, 所得薄膜样品具有高度的c轴择优取向, XRD图谱中并没有发现Co、N的相关分相, Co、N原子分别以替代位形式CoZn、NO存在于薄膜中. 霍尔测试和SQUID测试表明, Co-N共掺ZnO薄膜呈p型, 具有室温磁滞效应. 与Co掺杂ZnO薄膜相比, 载流子浓度降低, 同时, 饱和磁化强度和矫顽力有很大提高, 可见, N的掺入改变了Co掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的导电类型, 并增强了磁性.