RBS和XRD研究Fe、N共掺ZnO薄膜的制备

【作者】 张斌； 荣丽媛； 李敏； 王建中； 施立群；

【机构】 复旦大学现代物理研究所；

【摘要】 用热氧化Zn₃N₂:Fe薄膜成功制备了一组Fe、N共掺杂的ZnO薄膜。首先,用射频反应磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备Zn₃N₂:Fe薄膜;然后,这些薄膜在不同温度、氧气气氛下退火2h。卢瑟福背散射（RBS）和X射线衍射（XRD）结果显示:未退火的样品为Zn₃N₂:Fe薄膜;300℃氧化后,样品表层的Zn₃N₂:Fe转化为ZnO:（Fe,N）,表层以下的膜层未被氧化;退火温度高于400℃时,Zn₃N₂:Fe薄膜全部转化为多晶结构的ZnO:（Fe,N）薄膜;500℃退火,薄膜开始向衬底扩散;600-700℃退火,薄膜向衬底扩散明显。在XRD灵敏度范围内,薄膜中未发现Fe团簇或与Fe相关的二次相（如Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO）。SQUID测量显示:这些ZnO:（Fe,N）薄膜在500℃退火条件下,室温饱和磁化强度（Ms）最大。更多还原