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22.01.2020

Structural, optical, and magnetic properties of Co-doped ZnO nanocrystalline thin films for spintronic devices

verfasst von: Abdullah F. AL Naim, A. Solieman, E. R. Shaaban

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics

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Abstract

Different compositions of Zn1−xCoxO (0 ≤ x ≤ 0.15) nanocrystalline compounds were produced in terms of ball milling method, thin films of these compounds were prepared by electron beam evaporation method. XRD pattern was utilized to study the structural properties of these films. Hexagonal wurtzite-type structure was displayed for all of the films. Using XRD pattern, the crystallite and lattice strain were calculated. The crystallite size decreases but the lattice strain's value rises up with accumulating dopants of Co. Increasing in lattice strain may be related to the increase in the concentration of lattice imperfections. The optical constants, n and k of the Zn1−xCoxO nanocrystalline films were calculated in terms of spectroscopic ellipsometry measurements in a range of 300–1100 nm. With more doping of Co, the refractive index showed an increase, as well. According to Tauc relation, the optical energy gap of the Zn1−xCoxO films was calculated and proved to be direct transition. The energy gap found to be decreased with the increasing of the Co concentration. In addition, studying the magnetic properties of Zn1−xCoxO films reveal room temperature ferromagnetism.

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Metadaten
Titel
Structural, optical, and magnetic properties of Co-doped ZnO nanocrystalline thin films for spintronic devices
verfasst von
Abdullah F. AL Naim
A. Solieman
E. R. Shaaban
Publikationsdatum
22.01.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-02916-8