Công nghệ, kỹ thuật điện tử mà chúng ta dùng ngày nay đều do điện tích, spin của điện tử trong chất rắn tạo nên. Điện tích điện tử trong vật liệu bán dẫn được ứng dụng trong các mạch tích phân, các thiết bị tần số cao, vi mạch điện tử… Cũn spin điện tử của các vật liệu sắt từ được ứng dụng trong việc lưu trữ thông tin không thể thiếu trong kỹ thuật điện tử như ghi từ (đĩa từ cứng, băng từ, đĩa quang từ…). Vậy, để nâng cao hiệu quả của các thiết bị điện tử viễn thông, các nhà nghiên cứu đó thử kết hợp giữa việc lưu trữ thông tin (sử dụng spin) và chuyển thụng tin (sử dụng điện tử) cùng một lúc. Khi cỏc vật liệu bỏn dẫn truyền thống khụng phải là cỏc vật liệu từ và cỏc vật liệu từ khụng cú tớnh bỏn dẫn, người ta phải kết hợp hai tính chất này trong vật liệu bán dẫn pha từ loóng.

Cỏc vật liệu bỏn dẫn truyền thống khụng phải là cỏc vật liệu từ tức là nú khụng chứa cỏc ion từ tớnh. Vỡ thế để tạo ra vật liệu cú từ tớnh mạnh thỡ sự sai khỏc về năng lượng giữa hai trạng thái định hướng spin phải lớn. Mặt khác, cấu trúc tinh thể của vật liệu từ thường rất khác đối với vật liệu bán dẫn vẫn dùng trong thiết bị điện tử. Vậy để có thể kết hợp vật liệu từ và vật liệu bán dẫn thành một cấu trúc đồng nhất thỡ chỳng thoả món cỏc điều kiện sau: kích thích nguyên tử của chất hũa tan và chất bị hoà tan tương đối gần nhau. Sự khác nhau về bán kính nguyên tử không vượt quá 15%, chất hoà tan phải có sự tương đồng về phương diện điện hoá, hằng số mạng của hai chất không được khác nhau nhiều. Ngoài ra, chúng cũn cú sự tương đồng về hoá trị cũng như độ phân cực trong liên kết [1].

Vật liệu ZnO được coi là vật liệu bán dẫn có triển vọng nhất cho những ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực khác nhau của khoa học và đời sống. Nó không những thoả món cỏc điều kiện trên mà cũn cú nhiều tớnh quan trọng như: có vùng cấm rộng (3,3eV ở nhiệt độ phũng), chuyển dời điện tử thẳng, năng lượng liên kết exciton lớn (60meV). Hơn nữa, ZnO có tính chất quang đặc biệt như: tính trong suốt đối với vùng kích thích khả kiến, có khả năng hấp thụ và phát xạ các bức xạ vùng tử ngoại cũng như vùng khả kiến [6], [7]. Ngoài ra, khi pha thờm tạp chất là cỏc kim loại chuyển tiếp cú từ tớnh (nhóm 3d) như Fe, Co, Mn vật liệu ZnO chứa tạp chất sẽ trở thành vật liệu bỏn dẫn từ pha loóng (có biểu hiện tính sắt từ ở nhiệt độ phũng [11]. Vật liệu này có khả năng hấp thụ và phát xạ các bức xạ tần số cao để có thể sử dụng cả tính chất spin lẫn điện tích và được ứng dụng trong spintronics, chế tạo các detector các thiết bị lưu trữ không tự xoá mật độ cao, các thiết bị logic, các điot và laze phát xạ vùng tử ngoại [8], [9], [10].

Kết cấu đề tài

Chương I: Tổng quan

Chương II: Thực nghiệm và kết quả