[发明专利]一种氧化锌掺铁稀磁半导体材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种氧化锌掺铁稀磁半导体材料的制备方法。它用乙酸锌、醋酸亚铁作为前驱物，溶于乙二醇甲醚中，并加入乙醇胺作为稳定剂，抗坏血酸作为抗氧化剂，搅拌得到溶胶，将溶胶经烘干、热处理后得到氧化锌掺铁稀磁半导体材料粉末，或者将溶胶滴加在衬底上，采用旋涂的方法得到氧化锌掺铁稀磁半导体材料薄膜。本发明中抗坏血酸在样品制备过程中起着关键的作用，它能够有效地保护Fe²⁺离子在空气环境中不被氧化，更易于进入ZnO晶格完成无序取代，使Fe的掺杂量得到提高，达到10％，超越了原来传统溶胶－凝胶制备工艺中所能达到的最高掺杂浓度7％。样品保持单一的ZnO纤锌矿结构，并表现出明显的室温铁磁性。

主权项

1.一种氧化锌掺铁稀磁半导体材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将摩尔百分比为1-x∶x的乙酸锌、醋酸亚铁分别溶入乙二醇甲醚中，并加入与金属阳离子等摩尔的乙醇胺作为稳定剂，配置成浓度为0.5～0.7mol/L的乙酸锌溶液和醋酸亚铁溶液，在醋酸亚铁溶液中以摩尔比1∶5～7加入抗坏血酸，在室温下搅拌至完全溶解后，将醋酸亚铁溶液缓慢加入到乙酸锌溶液中，继续搅拌12～15小时，然后静置陈化24～36小时，得到透明、均匀的溶胶；2)将预先清洗好的衬底置于旋涂仪上，再把上述溶胶滴加在衬底上，开启旋涂仪，使溶胶均匀涂覆在衬底上；3)将涂覆有溶胶的衬底放在烘箱内，于60～80℃下预热3～5分钟，然后重复涂覆、预热两步骤15～20次；4)对完成涂覆的衬底在100～120℃真空干燥箱内烘12～18小时；5)将经干燥的衬底在300～350℃的Ar气环境下，进行热处理，得到氧化锌掺铁稀磁半导体薄膜。