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稀磁半导体是自旋电子学领域一个重要的研究内容，稀磁半导体又称半磁半导体，是指由磁性过渡金属离子和稀土金属离子部分替代非磁性阳离子后形成的一类半导体材料。理论研究预言Mn摻杂的ZnO的可能具有室温以上的铁磁性， 因此很多研究者都对Mn摻杂的ZnO产生了浓厚的兴趣，认为它是一种很有前景的稀磁半导体材料，在自旋电子学方面有着重要的应用潜力。Mn掺杂稀磁性ZnO薄膜具有极高的应用价值,各国已开展了大量的实验工作,研究重点已由先前的纯理论研究慢慢转向将基础研究与应用研究相结合。目前,在世界范围内正掀起DMS材料的研究高潮,而我国在该领域的研究还不太多,对其进行系统研究无疑是充满机遇和具有挑战性的。
1.3 主要研究内容
根据文献调研，我们得出结论：Mn等过渡族金属掺杂的ZnO薄膜有望制备出稀磁半导体，并有可能成为新一代信息存储的载体。本课题针对Mn掺杂ZnO薄膜进行实验制备，并分析Mn掺杂对ZnO薄膜的晶格结构、表面形貌、化学组成、铁磁性能等的影响。主要包括以下几个方面：
一、 ZnO的晶格结构、能带结构、基本性能研究以及应用和稀磁半导体的定义、晶格结构、分类、性质及Mn掺杂ZnO的研究意义；
二、 稀磁半导体的制备方法和研究现状；
三、 采用超声喷雾热解法制备Mn掺杂的ZnO稀磁薄膜样品；
四、 采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和超导量子干涉（SQUID））等测试手段研究其结构和磁性能；
五、 探索薄膜磁性来源。
2 氧化锌概述
氧化锌(化学式ZnO)为Ⅱ-Ⅵ族化合物，是一种传统的具有压电和光电特性的宽禁带直接带隙半导体材料，具有多种不同的形态结构，在光电、压电、热电和铁电等诸多领域都有其独特的性能，特别是在光电领域，具有十分广阔的应用前景和发展潜力。
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