Cr/N共掺杂TiO 2 薄膜结构、磁性与光学性质的研究

发布时间：2023-03-12 19:11

　　半导体材料在信息发展时代扮演着非常重要的角色。TiO₂由于廉价、无毒、化学稳定性好等特性,被广泛应用于太阳能电池和光伏材料等领域。如果能同时调控TiO₂的磁性和带隙,这将使TiO₂在多功能器件中有着非常重要的发展前景。本论文采用脉冲激光沉积技术在TiO₂半导体材料中掺入Cr、N掺杂剂,通过分析样品的结构、磁性及光学性质,阐述了n-p共掺杂机制在调控TiO₂薄膜的磁性以及光学带隙方面的重要作用。主要研究内容如下:(1)采用脉冲激光沉积技术制备了Cr掺杂TiO₂薄膜,对薄膜的结构、磁性以及光学性质进行了较为细致的研究。结果表明,Cr掺杂TiO₂薄膜的结构与Cr含量相关,Cr含量较低时薄膜为单相锐钛矿结构,随着Cr含量的增加,薄膜向金红石相转变。Cr掺杂TiO₂薄膜均表现出明显的室温铁磁性,其铁磁性是本征的。Cr掺杂使得TiO₂薄膜在可见光区的吸收增强,随着Cr掺含量的增加,Ti1-xCrxO2薄...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 综述
    1.1 引言
    1.2 TiO₂的基本结构和性质
    1.3 过渡金属掺杂TiO₂磁性和光学性质的研究
    1.4 本论文的思路及安排
2 样品制备及测试方法
    2.1 引言
    2.2 靶材的制备
    2.3 薄膜样品的制备
    2.4 薄膜样品的结构表征
    2.5 薄膜样品的性能表征
3 Cr掺杂TiO₂薄膜结构、磁性及光学性质的研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 氧气分压对TiO₂薄膜结构及磁性的影响
    3.4 Cr掺杂TiO₂薄膜的结构
    3.5 Cr掺杂TiO₂薄膜的磁性及光学性质
    3.6 本章小结
4 Cr/N共掺TiO₂薄膜结构、形貌和相转变的研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 基片温度对Cr/N共掺TiO₂薄膜结构和形貌的影响
    4.4 共掺杂剂N对Cr/N共掺TiO₂薄膜结构和相转变的影响
    4.5 本章小结
5 Cr/N共掺TiO₂薄膜磁性以及光学性质的研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 Cr/N共掺TiO₂薄膜的结构
    5.4 Cr/N共掺TiO₂薄膜的磁性
    5.5 Cr/N共掺TiO₂薄膜的光学性质
    5.6 样品成分、价态及微观结构分析
    5.7 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3761790