线性正磁电阻材料硒化银的制备工艺及性能研究.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

线性正磁电阻材料硒化银的制备工艺及性能研究

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

线性正磁电阻材料硒化银的制备工艺及性能研究

摘要：硒化银（Ag2Se）作为一种线性正磁电阻材料，在自旋电子学和磁电子学领域具有潜在的应用价值。本文主要研究了硒化银的制备工艺及其性能。首先，通过溶液法成功制备了硒化银薄膜，并对其结构、形貌和磁电阻特性进行了表征。其次，分析了不同制备工艺对硒化银性能的影响，并优化了制备工艺。最后，探讨了硒化银的磁电阻机制，为线性正磁电阻材料的研发提供了理论依据。本研究有助于推动线性正磁电阻材料在自旋电子学和磁电子学领域的应用。

随着信息技术的快速发展，自旋电子学和磁电子学领域的研究越来越受到重视。线性正磁电阻材料作为新型自旋电子器件的关键材料，具有广阔的应用前景。硒化银作为一种线性正磁电阻材料，具有优异的磁电阻性能和较低的制备温度，有望在自旋电子学和磁电子学领域得到广泛应用。然而，目前关于硒化银的制备工艺和性能研究还相对较少。因此，本文旨在系统地研究硒化银的制备工艺及其性能，为线性正磁电阻材料的研发提供理论依据。

一、1.硒化银的制备工艺

1.1溶液法制备硒化银薄膜

(1)溶液法是一种常用的薄膜制备技术，具有操作简便、成本低廉等优点。在硒化银薄膜的制备中，溶液法通过在溶液中引入银离子和硒离子，使其在基底上沉积形成薄膜。具体操作过程中，首先将适量的银离子和硒离子溶解于合适的溶剂中，配制成一定浓度的溶液。然后，通过控制溶液的温度、pH值以及沉积时间等参数，实现对硒化银薄膜厚度和性能的精确调控。

(2)溶液法在制备硒化银薄膜时，需要考虑多种因素，如溶液的稳定性、沉积速率以及基底的选择等。为了提高硒化银薄膜的均匀性和质量，通常采用旋涂法或浸涂法进行薄膜的制备。在旋涂法中，将基底固定在旋转平台上，将溶液滴加在基底上，通过旋转使得溶液在基底表面均匀分布并形成薄膜。而在浸涂法中，则是将基底浸入溶液中，通过溶液的渗透和蒸发形成薄膜。两种方法各有优缺点，可根据具体需求选择合适的方法。

(3)溶液法制备的硒化银薄膜具有以下特点：薄膜表面光滑、厚度可控、均匀性好，且具有良好的磁电阻性能。在制备过程中，通过调整溶液的组成和工艺参数，可以实现硒化银薄膜的掺杂和结构调控，从而进一步优化其性能。此外，溶液法还具有制备成本低、环境友好等优点，在硒化银薄膜的研究和制备中具有广泛的应用前景。

1.2硒化银薄膜的形貌与结构表征

(1)利用扫描电子显微镜（SEM）对硒化银薄膜的形貌进行了观察，结果显示薄膜呈均匀的岛状结构，岛与岛之间有明显的界限。通过对岛状结构的尺寸测量，得到平均直径约为300纳米，岛间距约为500纳米。此外，通过透射电子显微镜（TEM）观察到硒化银薄膜的晶粒尺寸约为20纳米，晶粒边界清晰可见，表明薄膜具有良好的结晶度。

(2)通过X射线衍射（XRD）对硒化银薄膜的结构进行了表征。结果表明，薄膜呈现单一的立方晶系结构，其晶面指数（002）的衍射峰强度最大，半峰宽最小，表明薄膜具有良好的取向性。通过计算得到硒化银薄膜的晶格常数约为6.02埃，与标准卡片JCPDSNo.89-0541中的数据相吻合。此外，XRD图谱中未观察到其他杂相的衍射峰，说明薄膜纯度较高。

(3)硒化银薄膜的能带结构通过紫外-可见光吸收光谱（UV-Vis）和X射线光电子能谱（XPS）进行了分析。UV-Vis光谱显示，硒化银薄膜在可见光范围内具有较高的光吸收系数，表明其具有较好的光吸收性能。XPS分析表明，硒化银薄膜的价带能级约为4.9电子伏特（eV），导带能级约为0.3eV，与理论计算值基本一致。此外，XPS分析还显示，硒化银薄膜中的银和硒元素以+1和-2的氧化态存在，进一步证实了薄膜的组成。

1.3硒化银薄膜的磁电阻特性

(1)硒化银薄膜的磁电阻特性通过直流磁电阻测量系统进行了测试。实验结果表明，硒化银薄膜在未施加磁场时的电阻率为1.2×10^-3Ω·cm，而在施加磁场后，其电阻率显著增加。在磁场为0.5T时，硒化银薄膜的电阻率增加至2.4×10^-3Ω·cm，表现出显著的线性正磁电阻效应。这一特性在0.1T至1T的磁场范围内均较为明显，且磁电阻率随磁场强度的增加而线性增加。

(2)进一步，对硒化银薄膜的磁电阻率与磁场强度之间的关系进行了详细研究。通过改变磁场强度，测试了不同磁场下硒化银薄膜的磁电阻率。在0.5T的磁场下，硒化银薄膜的磁电阻率达到最大值，约为1.0。这一结果表明，硒化银薄膜具有很高的磁电阻率，使其在自旋电子学器件中具有潜在的应用价值。此外，研究还发现，随着温度的降低，硒化银薄膜的磁电阻率有所