研究目的
确定沉积压力对脉冲激光沉积法生长的ZnMnO薄膜结构和光学性质的影响。
研究成果
在不同氧生长压强下，Zn0.95Mn0.05O薄膜均呈现纤锌矿晶体结构，Mn2+离子位于Zn2+晶格位点且未出现其他晶相。光学特性证实其具有高质量晶体取向。带隙值表明掺杂材料中存在sp-d交换相互作用。原子力显微镜结果显示压强增大会导致粗糙度提升，但未发现气体压强变化与光学/晶体学特性存在直接关联。
研究不足
该研究未发现气体压力变化与光学及晶体学性质之间存在直接关联，这表明磁性可能是关键因素——结构中可能产生的氧空位以及锰原子间相互作用的变化或为此原因。
1：实验设计与方法选择：
采用脉冲激光沉积（PLD）技术在恒定衬底温度和锰掺杂浓度条件下，于不同氧压环境下在Si(100)衬底上制备锰掺杂氧化锌薄膜。
2：样品选择与数据来源：
制备了六组锰掺杂ZnO薄膜样品，通过改变氧压参数而保持其他条件恒定。
3：实验设备与材料清单：
脉冲Nd:YAG激光器（波长1064 nm，能量100 mJ，脉宽9 ns，频率10 Hz）、布鲁克D8高级衍射仪、Jobin-Yvon显微拉曼光谱仪、NT-MDT SMENA Solver-PRO原子力显微镜、珀金埃尔默Lambda 9紫外/可见/近红外分光光度计。
4：实验流程与操作步骤：
通过XRD、AFM、拉曼光谱和紫外-可见光谱对薄膜的结构和光学特性进行表征分析。
5：数据分析方法：
利用XRD图谱分析晶体结构，AFM观察表面形貌，拉曼光谱测定振动模式，紫外-可见光谱评估带隙值。
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获取完整内容-
Nd:YAG laser
1064 nm wavelength, 100 mJ, 9 ns pulse duration and 10 Hz
Used for pulsed laser deposition of thin films.
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Bruker D8 advanced diffractometer
Bruker
Used for XRD measurements to analyze crystalline structure.
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Jobin-Yvon micro-Raman spectrometer
Jobin-Yvon
Used for Raman spectroscopy to analyze vibrational modes.
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NT-MDT SMENA Solver-PRO AFM
NT-MDT
Used for atomic force microscopy to analyze surface morphology.
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Perkin Elmer Lambda 9 UV/VIS/NIR spectrometer
Perkin Elmer
Used for UV-Vis spectroscopy to evaluate band gap.
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