[发明专利]一种Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1）称取适量的锌源和锰源粉末，球磨混合均匀；

2）将步骤1）中的混合粉末掺入有机粘合剂并调和均匀，压制成圆饼状复合物；

3）将步骤2）中制备的圆饼状复合物在400-1100℃的条件下进行煅烧8-10小时；然后，冷却至室温得到Zn_1-xMn_xO靶材；

4）清洗衬底：把作为衬底的附着在铜箔上的石墨烯片在装有丙酮的容器中超声清洗五分钟，然后用酒精清洗，再热风吹干；

5）上衬底：在盛放清洗后衬底的器具中心位置涂上银胶，把衬底放在银胶上，衬底就和银胶粘合固定；同时，把3）步骤中备制的靶材安装在靶位上，降下真空钟罩，待溅射靶材；

6）调控直流磁控溅射装置，对步骤5）中的衬底进行磁控溅射靶材进行镀膜，镀膜结束后，冷却至室温，得到 Zn_1-xMn_xO稀磁半导体薄膜；

步骤3）中煅烧的工艺参数是：以20-30℃/min的升温速率迅速升温至400℃，保持2h，然后，以5-8℃/min的升温速率升温至1100℃，并在此温度下保持6小时。

2.根据权利要求1所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中的锌源和锰源分别是氧化锌和二氧化锰。

3.根据权利要求1所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中的球磨是在高能球磨机中进行。

4.根据权利要求1所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2）中的压制是以35—40MPa的压力压延15分钟。

5.根据权利要求1所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2）有机粘合剂是环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3）中获得的Zn_1-xMn_xO靶材的x值为0.02、0.05、0.1中的任一数值。

7.根据权利要求1所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤5）中，真空钟罩内的真空度为1-2×10^-4Pa；步骤6）中，溅射温度为40-550℃。

8.根据权利要求1所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤6）中，磁控溅射靶材进行镀膜包括正式溅射，正式溅射即转动转盘使衬底与靶材正对，把“靶位选择”调到140mA，900V，功率125W位置正式溅射，溅射温度400-550℃，时间为2小时。

9.根据权利要求1或8所述的Mn掺杂ZnO稀磁半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤6）中，磁控溅射靶材进行镀膜在正式溅射之前还包括预溅射，预溅射即开控制电源，预热5分钟，把“靶位选择”调到120mA，850V，功率100W位置，预溅射至少30分钟。