[发明专利]非磁性离子Zn2+、Mg2+、Al3+掺杂SnO2基磁性半导体薄膜材料及制备方法

权利要求书

1.一种非磁性离子Zn²⁺、Mg²⁺、Al³⁺掺杂SnO₂基磁性半导体薄膜材料，其特征在于材料分子结构式为Sn_1－xMe_xO₂，x＝0-17％，Me代表Zn、Mg或Al。

2.一种如权利要求1所述的非磁性离子Zn²⁺、Mg²⁺、Al³⁺掺杂SnO₂基磁性半导体薄膜材料制备方法，采用脉冲喷雾蒸发化学气相沉积装置实现，脉冲喷雾蒸发化学气相沉积装置包括前驱物溶液入口1、脉冲喷嘴2、N₂流量计3、O₂流量计4、蒸发室5、输运室6、衬底7、真空室8、加热台9、液氮冷阱10和真空泵11；装置本体从上到下顺次设有前驱物溶液入口1、脉冲喷嘴2、蒸发室5、输运室6 、真空室8、液氮冷阱 10和真空泵11，在真空室8内设有加热台9，加热台9上设有衬底7；其特征在于方法的步骤如下：

1）将摩尔百分比为1-x：x的n-(C₄H₉)₂Sn(acac)₂和Zn(acac)₂或者摩尔百分比为1-x：x的n-(C₄H₉)₂Sn(acac)₂和Mg(acac)₂或者摩尔百分比为1-x：x的n-(C₄H₉)₂Sn(acac)₂和Al(acac)₃作为前驱物溶入到乙醇中，配置溶液的浓度为0.001-0.01mol·L^-1，然后将配好的溶液作为源溶液通过脉冲喷嘴2喷射至蒸发室5，脉冲频率为1-3Hz，单次脉冲喷射时间为10-25ms，输运速率0.6-1.5mL·min^-1，x＝0-17％；

2）保持蒸发室5的温度为180-200 ^oC，输运室6的温度为210-250 ^oC，衬底7的温度为300-400 ^oC； 

3）将氮气和氧气分别作为载气和反应气通入蒸发室5内，氮气流量控制在225 -450sccm，氧气流量控制在600-1200 sccm；体系压力保持在20-100mbar；

4）Zn、Mg和Al等掺杂的SnO₂薄膜沉积在衬底7上，薄膜沉积时间为60-300min。

3.如权利要求2所述的一种非磁性离子Zn²⁺、Mg²⁺、Al³⁺掺杂SnO₂基磁性半导体薄膜材料制备方法，其特征在于所述衬底的材料为单晶Si、石英玻璃、蓝宝石、SiC或普通玻璃。