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通常ZnO是纤锌矿结构的宽禁带半导体材料，室温下的禁带宽度约为3.37eV，具有优异的光学和电学特性，在透明导电薄膜等方面得到广泛的应用。近年来ZnO基稀磁半导体(DMS)以其良好的室温铁磁性，成为当前的研究热点。本文利用脉冲激光气相沉积法(PLD)制备了ZnO及掺杂的Zn<,1-x>Co<,x>O系列样品。
1.采用Al<,2>O<,3>(0001)为衬底，在不同氧气分压和衬底温度下，利用PLD法制备了一系列ZnO薄膜样晶。采用X射线衍射(XRD)，UV-vis吸收光谱，AccentHL 5500 system霍尔测量系统对ZnO系列样品的结构、光学性质和电学性质进行了研究，并讨论了薄膜光电特性与生长湿度和氧分压的依赖关系。得出结论，在10Pa氧分压下，衬底温度为500℃时，制备出的氧化锌具有良好的光电特性。
2.利用PLD法在Al<,2>O<,3>(0001)衬底上外延生长了Zn<,1-x>Co<,x>O(x=0.02，0.05，0.07，0.1)系列样品。利用X射线衍射(XRD)、正电子湮灭技术(PAS)、原子力显微镜(AFM)、UV-vis吸收光谱和磁性测量(SQUID)等技术对样品的结构、缺陷、表面形貌、光学特性和磁性等性质进行了研究。XRD结果显示其薄膜样品具有良好的纤锌矿结构，没有出现第二相；AFM结果表明，Co的掺入降低了Zn<,1-x>Co<,x>O薄膜的表面粗糙度；UV-vis吸收光谱分析表明，Co处于替代ZnO中Zn原予的位置；正电子湮灭数据表明样品中缺陷种类单一且浓度较低：磁性测量结果显示Zn<,1-x>Co<,x>O样品都具有室温顺磁性。我们认为低浓度的锌缺陷是导致Zn<,1-x>Co<,x>O薄膜产生室温顺磁性的主要原因。