사파이어(0001) 위에 PLD를 이용하여 성장시킨 Mn:ZnO 박막의 자성 및 구조 특성 = Magnetic and Structural Properties of Mn:ZnO Film Grown on Sapphire(0001) Substrate by Pulsed Laser Deposition

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Mn-doped ZnO is of much interest as a material for spintronics because it shows ferromagnetic properties at room temperature. However, the origin of ferromagnetism in diluted magnetic semiconductor (DMS) of Mn-doped ZnO is still a controversial problem. In this study, the Mn:ZnO films were grown on sapphire(0001) by PLD method using ZnO target including Mn metal at growth temperatures ranging from 500 to 700℃. An optimized condition was obtained around 700℃. The magnetic behavior of Mn-doped ZnO was measured by using SQUID magnetometer. Mn doped ZnO thin films on sapphire (0001) exhibits a strong ferromagnetic behavior at room temperature in spite of paramagnetism slightly contributed to the total magnetic moment of the samples. EXAFS results revealed that Mn atoms substituted into the sites of Zn, and, suggest that the interaction among Mn could play an important role in the ferromagnetism of these samples.

목차 (Table of Contents)

• Abstract iii
• 표 차례 v
• 그림 차례 vi
• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 스핀트로닉스 (Spintronics) 2
• 1.3 Dilute Magnetic Semiconductor (DMS) 4
• 제 2 장 실험 및 측정 8
• 2.1 Pulsed Laser Deposition (PLD) 8
• 2.2 Zn1-xMnxO 타겟의 제조 11
• 2.3 Zn1-xMnxO 박막의 성장 12
• 2.4 Zn1-xMnxO 박막의 분석 13
• 2.4.1 초전도양자간섭소자 (SQUID) 13
• 2.4.2 강자성 공명 (FMR) 14
• 2.4.3 확장 X-선 흡수미세구조 (EXAFS) 16
• 2.4.4 오제이 전자 분광법 (AES) 19
• 2.4.5 반사 전자 에너지 손실 분광법 (REELS) 20
• 2.4.6 라만 분광법 (RS) 22
• 제 3 장 실험 결과 23
• 3.1 Zn1-xMnxO 박막의 조성적 특성 23
• 3.1.1 AES 측정 결과 23
• 3.2 Zn1-xMnxO 박막의 전자적 특성 24
• 3.2.1 REELS, PL 측정 결과 24
• 3.3 Zn1-xMnxO 박막의 자성적 특성 26
• 3.3.1 SQUID 측정 결과 26
• 3.3.2 FMR 측정 결과 31
• 3.4 Zn1-xMnxO 박막의 광학적 특성 34
• 3.4.1 RS 측정결과 34
• 3.5 Zn1-xMnxO 박막의 구조적 특성 37
• 3.5.1 EXAFS 측정 결과 37
• 3.5.2 XRD 측정 결과 39
• 제 4 장 결 론 42
• 참고문헌 43