1、隨著時代的進步和科技的發(fā)展，人們已經(jīng)進入到信息時代。器件的小型化和高儲存密度要求信息的處理和存儲能夠同時進行。信息的處理所利用的是電子的電荷屬性，是由半導體材料來完成的。信息的存儲則是利用電子的自旋屬性，是由磁性材料來完成的。其中，稀磁半導體兼具電子的電荷和自旋屬性，可以用來制造處理和儲存信息的電子器件，受到了極大的關注。SnO2就是其中一種性能優(yōu)良的寬禁帶透明氧化物半導體。然而，在過去很長一段時間范圍內(nèi)人們并沒有將研究中心放在SnO2

2、上。隨著其他氧化物半導體（例如ZnO、In2O3等）發(fā)展進入瓶頸期，SnO2慢慢成為研究主流，且有望發(fā)展成為實用性的新型電子材料。
　　本文利用射頻磁控濺射的方法，在Si（100）襯底和超白玻璃上沉積了Fe摻雜SnO2薄膜和N摻雜SnO2薄膜?；赬RD、XPS、XAFS、SQUID、PL、UV等結構表征和性能測試手段，揭示磁性能的本質(zhì)，并闡述受主摻雜型SnO2薄膜本征室溫鐵磁性的起源。
　?。?）Sn1-xFexO2（x=

3、0,0.023,0.042,0.075）薄膜。Fe摻雜并沒有破壞SnO2的四方金紅石晶格結構，但是隨著Fe摻雜濃度的增加，薄膜的結晶性下降。利用XAFS研究Fe的局域結構，結果顯示在Fe摻雜濃度范圍內(nèi)，沒有金屬Fe團簇或者相關氧化物生成，所摻雜的Fe原子以Fe2+/Fe3+兩種價態(tài)共存的形式進入到SnO2晶格中替位Sn位置，F(xiàn)e2p的XPS圖譜證明Fe2+/Fe3+是共存的。Feff9.0擬合結果證明，F(xiàn)e替位Sn的同時伴隨有氧空位生成

4、以補償電荷的非平衡態(tài)，非對稱的O1s XPS圖譜證明存在氧空位。所有薄膜都表現(xiàn)本征室溫鐵磁性，且飽和磁化強度Ms與Fe的摻雜濃度正相關。Fe摻雜濃度的增加對應載流子濃度的大幅度下降。當Fe摻雜濃度為7.5％時，薄膜樣品表現(xiàn)為高絕緣態(tài)，說明載流子濃度很低，且與飽和磁化強度Ms負相關，排除由載流子誘導產(chǎn)生鐵磁性的可能性。氧空位所形成的束縛磁極化子可能對所檢測到的室溫鐵磁性起到重要作用。
　?。?）SnO2-xNx（x=0,0.038,

5、0.091,0.130）薄膜。在真空條件下，通過改變Ar/N2的流量比，制備N摻雜SnO2薄膜。在整個N摻雜濃度范圍內(nèi)，薄膜樣品都保持四方金紅石結構不變。N1s XPS圖譜證明N以N-3形式存在，并且無Sn-N鍵生成，O1s XPS圖譜證明晶格中存在氧空位。隨著N摻雜濃度的增加，特征峰的峰位并沒有發(fā)生大幅度位移，但是氧空位所占比例明顯增加。PL發(fā)光光譜中的紫外-可見發(fā)光峰所對應的是氧缺陷，發(fā)光峰的強度與N摻雜濃度正相關，證明隨著N摻雜濃