Mn、Co掺杂ZnO稀磁半导体的研究进展

摘要

ZnO稀磁半导体是目前最有希望集成到传统半导体中的一种新型材料,具有室温铁磁性能的ZnO稀磁半导体不仅可以大幅减小电子元器件的体积、提高集成密度,而且在传输效率上也有非常大的提升.目前,具有室温铁磁性能的ZnO稀磁半导体的制备方法可重复性差,且其磁性来源尚无统一理论解释.为了梳理不同实验方法制备出的ZnO稀磁半导体磁性能及其来源,本文对近10年来纯ZnO和Mn、Co单元素掺杂ZnO以及Mn、Co双元素共掺杂ZnO的制备方法、磁性能及磁性来源研究进行了综述,并认为:在制备过程中掺杂过渡金属离子对提升ZnO稀磁半导体室温铁磁性能有明显效果;在较低含量的Mn、Co掺杂ZnO体系中,可实现较稳定的室温铁磁性;要更好地理解磁性来源,必须从原子尺度通过理论计算与实验相结合的方式进行探索.