Fe离子注入ZnO生成超顺磁纳米颗粒

过渡族元素掺杂ZnO生成稀磁半导体, 成为近期国际材料科学研究的热点. 在本文中, 研究Fe离子注入ZnO单晶的结构和磁性变化, 目标是建立磁性和结构的对应关系, 澄清铁磁性的来源. 采用卢瑟福背散射/沟道技术 (RBS/Channelling)、同步辐射X射线衍射 (SR-XRD)和超导量子干涉仪 (SQUID), 研究注入温度和退火对样品的晶格损伤、结构及磁性的影响. 研究表明: 样品注入区损伤随注入温度升高而降低; 低温253 K注入样品中, SR-XRD未检测到新相, Fe离子分布于Zn位, ZnO (0002) 峰右侧肩峰可能属于Zn_1-xFe_xO, 5 K下测试样品不具有铁磁性; 623 K注入和823 K真空退火 (253 K注入) 样品中形成α和γ相金属Fe, 5 K下样品具有明显的剩磁和矫顽力, 零场冷却和场冷却 (ZFC/FC) 曲线和300 K下的磁滞回线显示纳米Fe颗粒具有超顺磁性. Fe离子注入ZnO的磁性源于第二相α-Fe和γ-Fe. 关键词： 离子注入 ZnO 同步辐射X射线衍射 超顺磁性     

蓝宝石衬底上生长的Ga2+xO3-x薄膜的结构分析

利用卢瑟夫背散射/沟道技术和金属有机化学气相沉积方法, 对蓝宝石衬底上 在不同温度、压强下生长的Ga_2+xO_3-x薄膜进行结构和结晶品质的测量与分析; 并结合高分辨X射线衍射分析技术, 通过对其对称(402)面的θ–2θ及ω扫描, 确定了其结构类型及结晶品质. 实验表明: 在相同的生长温度(500 ℃)下, 结晶品质随压强的下降而变好, 生长压强为15 Torr (1 Torr=133.322 Pa)的样品其结晶品质最好, 沿轴入射之比χ_min值为14.5%; 在相同的生长压强(15 Torr)下, 结晶品质受生长温度的影响不大, 所以, 生长温度不是改变结晶品质的主要因素; 此外, 在相同的生长条件下制备的样品, 分别经过700, 800和900 ℃退火后, 其结晶品质随退火温度的变化而变化. 退火温度为800 ℃的样品的结晶品质最好, χ_min值为11.1%; 当退火温度达到900 ℃时, 样品部分分解; 经热处理的样品其X射线衍射谱中有一个强的Ga₂O₃ (402)面衍射峰, 其半峰全宽为0.5°, 表明该Ga₂O₃外延膜是(402)择优取向. 关键词： 氧化镓 卢瑟夫背散射 X射线衍射 结晶品质     

用同步辐射X射线衍射技术分析GaN/Si外延膜的结构与应变

选用有AlN和AlGaN缓冲层的GaN/Si作为测试样品,采用同步辐射X射线衍射(SRXRD)技术对样品外延膜(GaN)的几何结构、晶格常量及其应变进行了分析.结果表明,同步辐射X射线衍射实验可以作为一种有效的技术手段,测试固体结构及应变.     

Synthesis of ZnFe2O4 nanomagnets by Fe-ion implantation into ZnO and post-annealing

Fe ions of dose 8 × 10¹⁶ cm^-2 are implanted into a ZnO single crystal at 180 keV. Annealing at 1073 K leads to the formation of zinc ferrite (ZnFe₂O₄), which is verified by synchrotron radiation X-ray diffraction (SR-XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The crystallographically oriented ZnFe₂O₄ is formed inside the ZnO with the orientation relationship of ZnFe₂O₄ (111)//ZnO (0001). Superconducting quantum interference device (SQUID) measurements show that the as-implanted and post-annealing samples are both ferromagnetic at 5 K. The synthesized ZnFe₂O₄ is superparamagnetic, with a blocking temperature (T_B = 25 K), indicated by zero field cooling and field cooling (ZFC/FC) measurements.