Ti1－xCrxO2±δ体系的相关系、晶体结构和磁性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Ti_1-xCr_xO_2±δ体系系列样品.利用扫描电子显微镜(SEM)，X射线光电子能谱(XPS)，粉末X射线衍射分析(XRD)方法研究了Ti_1-xCr_xO_2±δ系列样品的颗粒尺寸、形貌、组分化学态、相关系和固溶区范围；并利用超导量子干涉磁强计对样品的磁性能进行了研究.采用Rietveld结构精修的方法研究了Cr的不同掺杂量对TiO₂晶体结构的影响，研究表明，1000℃烧结的样品的固溶区范围是x=0—0.03，为金红石单相；随着Cr掺杂量的增加，金红石相晶胞参数规律性地减小；当x>0.03，为金红石相和CrO₂相两相共存.综合XRD和磁性测量结果，500℃烧结的样品的固溶区范围是x=0—0.02，为锐钛矿单相；随着Cr掺杂量的增加，锐钛矿相晶胞参数规律性地减小；当x≥0.04，为锐钛矿相和绿铬矿相(Cr₂O₃)两相共存.XPS实验结果表明，500℃和1000℃退火的样品中Cr都是以Cr⁺³和Cr⁺⁶两种化学态存在，1000℃烧结的样品中可能有更多的Cr³⁺转化为Cr⁶⁺.根据M-H和M-T曲线的测试结果发现，本文500℃烧结的Ti_1-xCr_xO_2±δ体系样品当x=0—0.02时，为室温铁磁性.当x≥0.04时，由铁磁相和顺磁相所组成，在低温下有较强的铁磁性；室温下主要是顺磁相，铁磁相只占据很小的体积分数. 关键词： 1-xCr_xO_2±δ体系')" href="#">Ti_1-xCr_xO_2±δ体系 相关系 固溶区 磁性能     

退火对高Co含量Ti1-xCoxO2磁性半导体的影响

利用磁控溅射仪制备了高Co含量的Ti_1-xCo_xO₂磁性半导体样品,并对样品分别在200℃,300℃和400℃进行退火研究.使用透射电子显微镜(TEM)对退火前后样品的结构进行表征,并用X射线光电子能谱(XPS)对退火前后样品中Co元素的化学状态进行鉴定.结果表明高Co含量的Ti_1-xCo_xO₂磁性半导体处于一种亚稳状态,300℃以上的温度便使其结构与成分发生巨大变化.利用超导量子干涉磁强计(SQUID)测量退火前后样品的磁特性,结果表明样品的磁性有了明显的变化,这源于磁性产生的不同机理. 关键词： 磁性半导体 退火 磁性     

缺氧条件下准一维自旋梯状结构化合物(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ的磁化率特性研究

在空气环境中采用固相反应方法制备出三种A位Ca掺杂自旋梯状结构化合物(Sr_1-xCa_x)₁₄Cu₂₄O_41-δ样品(x＝0,0.25,0.43)能量损失谱(EDS)分析表明,该体系Ca掺杂样品均严重缺氧(分别对应的缺氧含量δ＝7.64,6.99,6.67).X射线衍射(XRD)结果显示,所有样品均为单相,并且晶格常数a,b,c的值随着缺氧含量δ的增加而增大.1T直流磁场下的磁化率-温度曲线及其拟合结果表明,对无Ca掺杂样品Sr₁₄Cu₂₄O_41-δ(δ＝7.64),氧含量减少导致自旋链上空穴数的减少,自旋链上自由自旋的Cu离子数目增大,而参与二聚化的Cu离子数目略有减小;而对Ca掺杂样品(Sr_1-xCa_x)₁₄Cu₂₄O_41-δ,随着Ca含量的增加,样品中氧缺失量降低,但Ca掺杂引起空穴减少的程度更强. 关键词： 自旋梯状结构化合物 氧缺位 晶体结构 磁化率     

YBa2Cu3O7-x涂层导体的外延生长和性能对CeO2缓冲层的依赖性

利用倾斜衬底沉积法在无织构的金属衬底上生长了MgO双轴织构的模板层,在这一模板层上实现了YBa₂Cu₃O_7-x薄膜的外延生长.在外延YBa₂Cu₃O_7-x薄膜前,依次沉积了钇稳定的立方氧化锆和CeO₂作为缓冲层.利用X射线衍射2θ扫描、扫描、Ω扫描和极图分析测定了这些膜的结构和双轴织 关键词： 2Cu₃O_7-x镀膜导体')" href="#">YBa₂Cu₃O_7-x镀膜导体 2缓冲层')" href="#">CeO₂缓冲层 厚度依赖性 外延生长     

CoxTi1－xO2－δ体材中氢退火引起的铁磁性及结构相变

利用固相反应法在700℃—1000℃不同的温度下、空气中烧结Co₃O₄ 和TiO₂混合物，制备了(Co₃O₄)_x/3(TiO2)_1-x(03，说明Co₃O₄与TiO₂反应形成了CoT iO₃；同时，在700 ℃低温和900 ℃以上的高温烧结样品中分别观察到了单相的 锐钛矿和金红石相结构.经高低温烧结的样品在500 ℃氢退火后，CoTiO₃相消失 ，锐钛矿相的Co_xTi_1-xO_2-δ形成.X射线光电子能谱(X PS)分析显示，氢退火样品中的Co以+2氧化价态存在，同时没有观察到金属态的Co，这说明 氢退火样品中的室温铁磁性不是源于金属Co颗粒的形成，而是与钙钛矿结构的CoTiO_{3< /sub>相的消失和锐钛矿型的CoxTi1-xO2-δ相的形成 有关.(Co3O4)x/3(TiO2)1-x( 0x}Ti_1-xO_2-δ相的本征铁磁性，伴随着结构相变而产生的Co离子之间的铁磁交换相互作用或 许是样品室温铁磁性产生的根本原因. 关键词： 室温铁磁性 结构相变 锐钛矿 氢退火     

Fe掺杂量对双层复合结构BaTi1-zFezO3+δ-Tb1-xDyxFe2-y中磁电耦合的影响

采用溶胶凝胶方法制备了Fe掺杂钛酸钡多晶系列陶瓷BaTi_1-zFe_zO_3+δ(0.005≤z≤0.02) (BTFO).X射线衍射实验显示,所制备的BTFO的结构仍然为四方相钙钛矿.差热分析表明,该BTFO样品的铁电-顺电转变温度及相变潜热随掺杂量z的增加而下降.将该BTFO极化后与Tb_1-xDy_xF 关键词： 磁电耦合 掺杂效应 掺杂钛酸钡     

金属有机物化学气相沉积法生长Ga2（1-x）In2xO3薄膜的结构及光电性能研究

采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法在蓝宝石（0001）衬底上制备出了Ga_2（1-x）In_2xO₃（x=01—09）薄膜,研究了薄膜的结构、电学和光学特性以及退火处理对薄膜性质的影响.测量结果表明：当In组分x=02时,样品为单斜β-Ga₂O₃结构;x=05的样品,薄膜呈现非晶结构,退火处理后薄膜结构得到明显的改善 关键词： 金属有机物化学气相沉积 2（1-x）In_2xO₃薄膜')" href="#">Ga_2（1-x）In_2xO₃薄膜 蓝宝石衬底 退火     

尖晶石铁氧体TixNi1-xFe2O4中阳离子分布和Ti离子磁矩的实验研究

采用固相反应法制备了系列样品Ti_xNi_1-xFe₂O₄ (x=0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4). 室温下的X射线衍射谱表明样品全部为(A)[B]₂O₄型单相立方尖晶石结构, 属于空间群Fd3m. 样品的晶格常数随Ti掺杂量的增加而增大. 样品在10 K温度下的比饱和磁化强度σ_S随着Ti掺杂量x的增加逐渐减小. 研究发现, 当Ti掺杂量x≥ 0.2时, 磁化强度σ随温度T的变化曲线出现两个转变温度T_L和T_N. 当温度低于T_N时, 磁化强度明显减小; 当温度达到T_N时, dσ/dT具有最大值. σ-T曲线的这些特征表明, 由于Ti掺杂在样品中出现了附加的反铁磁结构. 这说明样品中的Ti离子不是无磁性的+4价离子, 而是以+2和+3价态存在, 其离子磁矩的方向与Fe和Ni离子的磁矩方向相反. 利用本课题组提出的量子力学方势垒模型拟合样品在10 K温度下的磁矩, 得到了Ti, Fe和Ni三种阳离子在(A)位和[B]位的分布情况, 并发现在所有掺杂样品中, 80%的Ti离子以+2价态占据尖晶石结构的[B]位.     

镁含量和热处理对Zn1-xMgxO薄膜结构和发光性能的影响

采用溶胶-凝胶工艺在玻璃衬底上制备了Zn_1-xMg_xO(x=0.1,0.2,0.3, 0.4,0.5,0.6,0.7)薄膜.X射线衍射谱(XRD)测试结果发现,在 0.1<x<0.3 范围内,薄膜仍然保持氧化锌六角纤锌矿结构,(002)面衍射峰位向大角度方向移动,超过0.3时出现氧化镁立方相.对镁含量为0.1,0.2,0.3薄膜的光致发光谱研究表明：紫外发光峰随镁含量的增加向短波方向移动.对于Zn_0.9Mg_0.1O薄膜,在5,5.5和6℃/min的升温速率下,升温速率越快结晶程度越好.在相同升温速率下,随着退火温度从500 ℃升高到560 ℃,样品的结晶程度变好,当退火温度达到590 ℃时,结晶质量下降. 关键词： 氧化锌 结构 禁带宽度 光致发光谱     

MnxSi1-x磁性薄膜的结构研究

利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构(XANES)方法研究了在Si(100)衬底上及600℃温度条件下用分子束外延(MBE)共蒸发方法生长的Mn_xSi_1-x磁性薄膜的结构.由XRD结果表明,只有在高Mn含量(8％和17％)样品中存在着Mn₄Si₇化合物物相.而XANES结果则显示,对于Mn浓度在0.7%到17%之间的Mn_xSi_1-x样品,其Mn原子的XANES谱表现出了一致的谱线特征.基于多重散射的XANES理论计算进一步表明,只有根据Mn₄Si₇模型计算出的理论XANES谱才能够很好的重构出Mn_xSi_1-x样品的实验XANES谱.这些研究结果说明在Mn_xSi_1-x样品中,Mn原子主要是以镶嵌式的Mn₄Si₇化合物纳米晶颗粒存在于Si薄膜介质中,几乎不存在间隙位和替代位的Mn原子. 关键词： xSi_1-x磁性薄膜')" href="#">Mn_xSi_1-x磁性薄膜 分子束外延 XRD XANES     

制备工艺对Zn1-xMgxO薄膜结构及光学性能的影响

采用脉冲激光沉积（PLD）方法在单晶Si（100）衬底上沿c轴方向生长单晶Zn_1-xMg_xO薄膜,通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）和荧光光谱（PL）研究了膜厚、Mg含量、退火温度及氧气氛等制备工艺对Zn_1-xMg_xO薄膜的结构、形貌和光学性质的影响.实验结果表明,Mg含量x≤0.15时, Zn_{关键词： 1-x}Mg_xO薄膜')" href="#">Zn_1-xMg_xO薄膜 制备工艺 结构 光学性质     

退火氧压对YBa2Cu3O7-x薄膜中的激光感生热电电压效应的影响

测量了在不同氧压下退火生长的YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO)薄膜中的激光感生热电电压(LITV)信号,发现随退火氧压的增大可使LITV信号的峰值有2—4倍的增强,并且变化趋势与薄膜热电势的各向异性随氧含量的变化规律相同.波长在473—808nm范围内的连续激光辐照,在5000Pa的氧压下退火生长的YBCO薄膜中探测到的LITV信号最大;而紫外脉冲激光辐照时,LITV信号的最大值出现在退火氧压为10⁵Pa 关键词： 2Cu₃O_7-x薄膜')" href="#">YBa₂Cu₃O_7-x薄膜 激光感生热电电压 各向异性的Seebeck系数 氧含量     

Effect of thermal annealing of high temperature growth [(GaAs)m(Fe)n]p composite films on GaAs(001) by molecular beam epitaxy

[(GaAs) _m (Fe) _n ] _p composite films on GaAs(001) substrates obtained by molecular beam deposition methods at T _s = 580°C have been thermally annealed, and magnetic/structural changes caused by the annealing have been measured to study the relation between room-temperature photo-magnetic effect and by-products in composite films. Annealing inhomogeneous [(GaAs)₈(Fe)₅]₂₀ film, prepared by alternate beam deposition of Fe and GaAs, results in an increase in saturation magnetization, whereas the room-temperature photo-enhanced magnetization (RT-PEM) vanishes. Metamagnetic Fe₃Ga₄ is suppressed with the formation of ferromagnetic Fe₃Ga_2−x As _x . Observed results suggest two important points: firstly, metamagnetic Fe₃Ga₄ compound is most likely meta-stable bi-product and may play a principle role for RT-PEM, and secondly, ferromagnetic Fe₃GaAs and its derivatives are the stable form in Ga-As-Fe ternary system.     

Blue cathodoluminescence from thulium implanted AlxGa1−xN and InxAl1−xN

Room temperature cathodoluminescence (RTCL) was obtained from Tm implanted Al_xGa_1−xN with different AlN contents (in the range 0≤x≤0.2) and from implanted In_xAl_1−xN with different InN contents (x=0.13 and 0.19) close to the lattice match with GaN. The Tm³⁺ emission spectrum depends critically on the host material. The blue emission from Al_xGa_1−xN:Tm peaks in intensity for an AlN content of x0.11. The emission is enhanced by up to a factor of 50 times with an increase of annealing temperature from 1000 to 1300 C. The blue emission from In_0.13Al_0.87N:Tm, annealed at 1200 C, is more than ten times stronger than that from Al_xGa_1−xN:Tm, x≤0.2. However, the intensity decreases significantly as the InN fraction increases from 0.13 to 0.19.     

Ge(001)衬底上分子束外延生长高质量的Ge1-xSnx合金

Ge_1-xSn_x是一种新型IV族合金材料, 在光子学和微电子学器件研制中具有重要应用前景. 本文使用低温分子束外延(MBE)法, 在Ge(001)衬底上生长高质量的Ge_1-xSn_x合金, 组分x分别为1.5%, 2.4%, 2.8%, 5.3%和14%, 采用高分辨X射线衍射(HR-XRD)、卢瑟福背散射谱(RBS) 和透射电子显微镜(TEM)等方法表征Ge_1-xSn_x合金的材料质量. 对于低Sn组分(x≤ 5.3%)的样品, Ge_1-xSn_x合金的晶体质量非常好, RBS的沟道/随机产额比(χ_min)只有5.0%, HR-XRD曲线中Ge_1-xSn_x衍射峰的半高全宽(FWHM)仅100' 左右. 对于x=14%的样品, Ge_1-xSn_x合金的晶体质量相对差一些, FWHM=264.6'. 关键词： 锗锡合金 锗 分子束外延     

高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO2缓冲层以及Tl-2212超导薄膜生长的影响

研究了蓝宝石(1102)基片在不同温度和时间下退火时表面形貌和表面相结构的变化,以及它对CeO₂缓冲层和Tl-2212超导薄膜生长的影响.原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1000℃温度下退火,蓝宝石(1102)的表面首先局部区域形成台阶结构,然后表面形成叠层台阶结构,随着退火时间的延长,表面发生了台阶合并现象,表面形貌最终演化为稳定的具有光滑平台的宽台阶结构.XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高蓝宝石基片表面结构的完整性.在1000℃温度下热处理20 h的蓝宝石 关键词： Tl-2212超导薄膜 蓝宝石 缓冲层     

The role of oxygen vacancies in magnetism of CoxTi1−xO2−δ films on Si(001) prepared by sol-gel method

Co_xTi_1−xO_2−δ films have been prepared on Si(001) substrates by sol-gel method. When heat treated in air, Co_xTi_1−xO_2−δ films are non-ferromagnetic at room temperature. However, after further vacuum annealing or hydrogenation, Co_xTi_1−xO_2−δ films show room-temperature ferromagnetism (RTFM). When the vacuum annealed Co_xTi_1−xO_2−δ films are reheated in air, the magnetic moments of the films strongly reduce. After these films are vacuum annealed once again, the magnetic moments are greatly enhanced, confirming the role of vacuum annealing in ferromagnetism of Co_xTi_1−xO_2−δ films. The x-ray diffraction (XRD), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and measurements of magnetization (M) vs temperature (T) fail to detect Co clusters in the vacuum annealed and the hydrogenated Co_xTi_1−xO_2−δ films. Oxygen vacancies are formed in Co_xTi_1−xO_2−δ films after vacuum annealing and hydrogenation, determined by XRD and XPS measurements. These results indicate that oxygen vacancies created by vacuum annealing and hydrogenation play an important role in the generation of RTFM in Co_xTi_1−xO_2−δ films.     

Optical properties of Cd1−xZnxTe thin films fabricated through sputtering of compound semiconductors

Cd_1−xZn_xTe thin film fabrication is necessary for its photovoltaic and imaging applications in large scale. Thermally annealed and thereby interdiffused r.f. sputtered multilayers comprising of CdTe and ZnTe have been utilized here for the fabrication of Cd_1−xZn_xTe thin films. Photoluminescence and change of resistance of the multilayer under illumination were studied using different annealing temperatures and varying number of repetitions. It was found that three number of repetitions annealed at 300 °C exhibited the best results.