1、半導(dǎo)體材料在信息發(fā)展時(shí)代扮演著非常重要的角色。TiO2由于廉價(jià)、無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性好等特性，被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池和光伏材料等領(lǐng)域。如果能同時(shí)調(diào)控 TiO2的磁性和帶隙，這將使TiO2在多功能器件中有著非常重要的發(fā)展前景。本論文采用脈沖激光沉積技術(shù)在TiO2半導(dǎo)體材料中摻入Cr、N摻雜劑，通過(guò)分析樣品的結(jié)構(gòu)、磁性及光學(xué)性質(zhì)，闡述了n-p共摻雜機(jī)制在調(diào)控TiO2薄膜的磁性以及光學(xué)帶隙方面的重要作用。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）采用脈

2、沖激光沉積技術(shù)制備了 Cr摻雜 TiO2薄膜，對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)、磁性以及光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了較為細(xì)致的研究。結(jié)果表明，Cr摻雜 TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)與 Cr含量相關(guān)，Cr含量較低時(shí)薄膜為單相銳鈦礦結(jié)構(gòu)，隨著Cr含量的增加，薄膜向金紅石相轉(zhuǎn)變。Cr摻雜TiO2薄膜均表現(xiàn)出明顯的室溫鐵磁性，其鐵磁性是本征的。Cr摻雜使得 TiO2薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的吸收增強(qiáng)，隨著 Cr摻含量的增加，Ti1-xCrxO2薄膜的帶隙值逐漸減小（最小為3.09 eV），其對(duì)可見(jiàn)

3、光的響應(yīng)可能來(lái)源于Cr3+到Ti4+及Cr3+內(nèi)部4A2g到4T1g的躍遷。
　?。?）采用脈沖激光沉積的方法在SrTiO3(100)單晶基片上制備了Ti0.90Cr0.10O2/N薄膜，對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌以及相轉(zhuǎn)變進(jìn)行了詳細(xì)探討。結(jié)果表明，較高的基片溫度是薄膜結(jié)晶的關(guān)鍵因素，高溫條件有利于薄膜晶粒的生長(zhǎng)，從而提高薄膜質(zhì)量；共摻雜劑 N的摻入不僅會(huì)使薄膜的結(jié)晶性變差，而且較高的N2分壓會(huì)促進(jìn)薄膜由銳鈦礦相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石相，實(shí)驗(yàn)表

4、明，較快的沉積速率也是金紅石相結(jié)構(gòu)形成的重要因素。
　　（3）采用脈沖激光沉積技術(shù)沉積了一系列 Cr/N共摻雜銳鈦礦相 TiO2單晶薄膜，主要通過(guò)與純 TiO2、Cr摻雜 TiO2以及 N摻雜 TiO2薄膜的磁性和帶隙比較，闡明了 n-p共摻雜這種方法在調(diào)節(jié)TiO2薄膜磁性和帶隙方面所起的重要作用。結(jié)果表明，制備的Ti1-xCrxO2/N(x=0.03,0.06,0.1)薄膜為銳鈦礦均相結(jié)構(gòu)，Cr和N分別以Cr3+和N3-的形式存

5、在于TiO2晶格的替代位置。與純TiO2、Cr摻雜及 N摻雜TiO2薄膜相比，Cr/N共摻雜 TiO2薄膜的磁性高于 Cr單獨(dú)摻雜 TiO2薄膜的磁性。同時(shí)，Cr/N共摻雜對(duì)可見(jiàn)光的響應(yīng)范圍和吸收程度提升最為顯著，帶隙比純TiO2薄膜的帶隙減小了約1 eV，為2.18 eV。XAS結(jié)果表明，Cr/N共摻雜后產(chǎn)生的氧空位缺陷及Cr-N相互作用可能是導(dǎo)致TiO2薄膜在磁性和光學(xué)性質(zhì)上共同提升的關(guān)鍵因素。
　　總之，我們制備了不同摻雜含