Mn掺杂ZnO柱的结构及光学性质

采用电化学沉积方法在Si(111)衬底上制备出了Mn掺杂的ZnO柱,长度约为500~600 nm,直径为200~300 nm。通过XRD和XPS的表征可以判断出:Mn2+离子代替部分Zn2+离子进入了ZnO晶格,Mn离子的掺杂量为2%。样品的共振拉曼谱表明:由于Mn2+离子进入了晶格,导致ZnO的1LO和2LO光学纵向声子向高频移动。在He-Cd激光器325 nm激发下,可以观测到光谱中存在两个发光谱带,分别位于可见区和紫外区。     

Fe、Ni共掺杂ZnO基稀磁半导体光学性能与铁磁性研究

采用水热法成功制备了不同掺杂浓度的Zn1-2x Fe x Ni x O(x=0,0.025,0.05,0.1)稀磁半导体材料,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能量色散分析仪(XEDS)对样品进行表征,并结合拉曼(Raman)光谱、光致发光光谱(PL)和振动样品磁强计(VSM)研究样品的光学性能和磁学性能。结果表明,水热法制备的样品具有结晶性良好的纤锌矿结构,没有杂峰出现,形貌为纳米棒状结构,分散性良好。Fe2+、Ni2+是以替代的形式进入ZnO晶格中,Fe和Ni的掺杂使得晶体中的缺陷和应力增加,拉曼光谱峰位发生红移,光致发光光谱发生猝灭现象。另外,共掺杂样品在室温条件下存在明显的铁磁性,饱和磁化强度随着掺杂量的增加而增强。     

Al和Sn离子掺杂对La1.2Ca1.8Mn2O7输运性质的影响

研究了Al和Sn离子掺杂对层状钙钛矿结构锰氧化物La1.2Ca1.8Mn2O7输运性质的影响.发现Al,Sn掺杂后样品电阻率增加,并且半导体导电区域电阻值与可变程跃迁导电模型符合得较好;同时掺杂样品金属-绝缘转变温度逐步降低,最大磁电阻值比未掺杂样品增大.     

Mn 位 Al 掺杂的六角结构 YMn1-xAlxO3(0≤x ≤0.1)单晶的磁性及受挫调制

用光学浮区法生长了 Mn 位 Al 掺杂的六角结构 YMn1 -x Alx O3 系列单晶样品, 对该样品的掺杂效应及磁受挫性质进行了研究. 结果发现, 在 YMnO3 的 Mn3 + 位掺入不同浓度的非磁性 Al3 + 离子对样品的磁化特性有很大的影响. 随着掺杂浓度的增加, 居里-外斯温度明显降低, 磁性受挫因子f 减小, 反铁磁转变温度向低温方向移动.由于 Al3 + 离子半径比 Mn3 + 小, 掺杂使得系统的晶格常数变小, Mn-Mn 键长变短, 最终导致交换积分减小. 另外, 由于非磁性的 Al3 + 离子部分替代 Mn3 + 离子直接破坏了 Mn3 + 离子间的交换路径, 结果使得体系的几何受挫被抑制,反铁磁转变温度降低, Mn3 + - Mn3 + 之间的 AFM 相互作用被大大削弱.     

热退火对Mn离子注入非故意掺杂GaN微结构、光学及磁学特性的影响

通过Mn离子注入非故意掺杂GaN外延层制备了GaN:Mn薄膜,并研究了退火温度对GaN:Mn薄膜的微结构、光学及磁学特性的影响.对不同退火温度处理后的GaN:Mn薄膜的拉曼谱测试显示,出现了由与离子注入相关的缺陷的局域振动(LV)和(Ga,Mn)N中Mn离子的LV引起的新的声子模.在GaN:Mn薄膜的光致发光谱中观察到位于2.16,2.53和2.92 eV处的三个新发光峰(带),其中位于2.16 eV处的新发光带不能排除来自Mn相关辐射复合的贡献.对GaN:Mn薄膜的霍尔测试显示,退火处理后样品表现出n型体材料特征.对GaN:Mn薄膜的振动样品磁强计测试显示,GaN:Mn薄膜具有室温铁磁性,其强弱受Mn相关杂质带中参与调节磁相互作用的空穴浓度的影响.     

Fe、Ni共掺杂ZnO基稀磁半导体光学性能与铁磁性研究

采用水热法成功制备了不同掺杂浓度的Zn_1-2xFe_xNi_xO（x=0,0.025,0.05,0.1）稀磁半导体材料,利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和X射线能量色散分析仪（XEDS）对样品进行表征,并结合拉曼（Raman）光谱、光致发光光谱（PL）和振动样品磁强计（VSM）研究样品的光学性能和磁学性能。结果表明,水热法制备的样品具有结晶性良好的纤锌矿结构,没有杂峰出现,形貌为纳米棒状结构,分散性良好。Fe²⁺、Ni²⁺是以替代的形式进入ZnO晶格中,Fe和Ni的掺杂使得晶体中的缺陷和应力增加,拉曼光谱峰位发生红移,光致发光光谱发生猝灭现象。另外,共掺杂样品在室温条件下存在明显的铁磁性,饱和磁化强度随着掺杂量的增加而增强。     

Mn2+、N2-共掺杂Zn2GeO4晶体电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对本征Zn2GeO4,Mn2+掺杂Zn2GeO4,Mn2+/N2-共掺杂Zn2GeO4超晶胞进行了几何结构优化,计算了掺杂前后体系的晶格常数、能带结构、态密度和光学性质。结果表明,Mn离子掺入后,Mn离子3d轨道与O离子2p轨道之间有强烈的轨道杂化效应,掺杂系统不稳定,而Mn/N离子共掺后,Mn离子和N离子之间的吸引作用克服了Mn离子之间的排斥作用,能够明显地提高掺杂浓度和体系的稳定性。光学性质计算结果表明,Mn离子与N离子共掺杂能改善Zn2GeO4电子在低能区的光学跃迁特性,增强电子在可见光区的光学跃迁;吸收谱计算结果显示,Mn离子与N离子掺入后体系对低频电磁波吸收增加。     

竹节状α-Fe2O3纳米棒的制备、表征和性能研究

以硝酸铁为铁源,氨水为沉淀剂,聚乙二醇(PEG)为分散剂,采用共沉淀法制备氢氧化铁前驱体,然后将获得的前驱体在450℃、氮气保护下热处理2 h,最后利用透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱和近边X射线精细结构光谱(NEXAFs)表征样品的形貌和结构,并使用HH-50型振动样品磁强计测量样品在室温下的磁学行为.透射电镜结果显示,获得的样品由氧化铁纳米颗粒和竹节状氧化铁纳米棒组成,纳米颗粒的粒径范围为50～100 nin,纳米棒的直径大约为10 nin.XRD表征显示样品中氧化铁纳米棒和纳米颗粒为赤铁矿型α-Fe2O3;光谱实验结果证实了样品中氧化铁纳米颗粒和纳米棒的结构是α-Fe2O3;磁学性能测试表明获得的样品表现为典型铁磁性材料的磁滞回线,其饱和磁感应强度约为64.65 emu·g-1,矫顽力的大小约为15.13 Oe.     

与掺杂浓度相关的ZnS∶Mn纳米粒子的发光性质

采用溶胶法制备了Mn掺杂的ZnS纳米粒子,探讨了掺杂离子浓度对ZnS∶Mn纳米粒子的晶体结构和发光性质的影响。通过X射线衍射（XRD）对样品的结构进行了表征,结果表明：所制备的ZnS∶Mn纳米粒子为立方闪锌矿结构,其在Mn离子的掺杂浓度达到6%时不发生分相,但随着掺杂浓度的增加,纳米粒子的平均粒径会减小。光致发光光谱和荧光光谱的结果表明：通过改变掺杂离子的浓度可实现对ZnS∶Mn纳米粒子590 nm附近荧光发射波长的调节。此外,研究了温度对纳米粒子形貌和发光性质的影响。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）观察发现,经过50℃陈化1 h后的ZnS∶Mn样品的平均粒径增大约为20 nm,且加热陈化有利于ZnS∶Mn纳米粒子中Mn2＋在590 nm处产生荧光。     

ZnSe及其Mn掺杂复合材料光吸收催化性能和高压结构性能研究

ZnSe半导体材料是制备光电器件和光催化反应催化剂的重要原材料。其单体材料具有强光下易变质、电子-空穴复合等现象。通过元素掺杂制备ZnSe复合材料,并与单体材料对比研究了元素掺杂所提升的ZnSe的光学及结构性能。首先采用水热法实验室制备纯ZnSe和Mn∶Zn加入比分别为5%、 10%、 15%和20%的ZnSe复合材料,对比材料形貌、结构,光吸收和催化性能,结果显示掺杂比为10%的样品结晶度最高,杂质成型量最少,催化性能最佳。采用Mao-Bell型金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究纯ZnSe和掺杂比为10%的样品的高压结构相变行为,以探究元素掺杂对样品结构性能的影响。研究结果：(1)扫描电子显微镜(SEM)图显示,加入Mn元素后制得的ZnSe样品形貌为球状,与纯样大致相同,球状颗粒表面有小颗粒负载,且随着Mn加入量的增加,表面负载的物质增多;(2)X射线衍射(XRD)图谱表明,ZnSe样品结构为立方闪锌矿结构,随着Mn加入量的增加,样品MnSe特征峰增强,杂质MnO₂成型越完全。掺杂比为10%的样品ZnSe结晶度高,杂质成型量少;(3)固体紫外漫反射(UV-Vis)结...     

Room-Temperature Ferromagnetism in Zn1-xMnxO Thin Films Deposited by Pulsed Laser Deposition

Zn1-xMnxO （x = O.Olq3.1） thin films with a Curie temperature above 300K are deposited on Al2O3 （0001） substrates by pulsed laser deposition. X-ray diffraction （XRD）, ultraviolet （UV）-visible transmission and Raman spectroscopy are employed to characterize the microstructural properties of these films. Room temperature ferromagnetism is observed by superconducting quantum interference device （SQUID）. The results indicate that Mn doping introduces the incorporation of Mn^2＋ ions into the ZnO host matrix and the insertion of Mn^2＋ ions increases the lattice defects, which is correlated with the ferromagnetism of the obtained films. The doping concentration is also proven to be a crucial factor for obtaining highly ferromagnetic Zn1-xMnxO films.     

溶剂热合成法制备的Zn1-xMnxO和Zn1-2xMnxLixO纳米材料的磁学性质

用溶剂热合成法在160oC制备出Zn_1-xMn_xO纳米棒和Zn_1-2xMn_xLi_xO纳米颗粒. XRD和拉曼测试结果表明Mn离子已很好地掺入ZnO母体中. M-H图中未观察到磁回滞,ESR谱中的精细结构说明掺杂的Mn离子间没有铁磁相互作用. 共掺Li仅仅改变了产物的形貌,并不能改变其磁学性质.     

Microstructural and magnetic properties of Ax:Zn1-xO (A=Mn,Gd and Mn/Gd) nanocrystals

We report the microstructural and magnetic properties of transition (3d) and rare earth (4f) metal substituted into the A_x:Zn_1?xO (A=Mn, Gd and Mn/Gd) nanocrystal samples synthesized by solgel method. The structural properties and morphology of all samples have been analysed using X-ray diffraction (XRD) method and scanning electron microscopy. The impurity phase in the XRD patterns for all samples is not seen, except (Mn/Gd):ZnO sample where a very weak secondary phase of Gd₂O₃ is observed. Due to the large mismatch of the ionic radii between Mn²⁺ and Gd³⁺ ions, the strain inside the matrix increases, unlike the crystallite size decreases with the substitution of Mn and Gd into ZnO system. A couple of additional vibration modes due to the dopant have been observed in Raman spectrum. The magnetic properties have been studied by vibrating sample magnetometer. The magnetic hysteresis shows that Mn:ZnO and Gd:ZnO have soft ferromagnetic (FM) behaviour, whereas (Mn/Gd):ZnO has strong FM behaviour at room temperature (RT). The enhancement of ferromagnetism (FM) in (Mn/Gd):ZnO sample might be related to short-range FM coupling between Mn²⁺ and Gd³⁺ ions via defects potential and/or strain-induced FM coupling due to the expansion lattice by doping. The experimental results indicate that RTFM can be achieved by co-substitution of 3d and 4f metals in ZnO which can be used in spintronics applications.     

Zn1-xMnxSe的低温磁化率和自旋玻璃现象

用超导量子干涉器(SQUID)磁强计对稀释磁性半导体Zn_1-xMn_xSe(0.1≤x≤0.50)的低温低场直流磁化率作了测量,测量温度从4.2K到30K,测量磁场为15Oe。当x≥0.30时,从磁化率-温度曲线的浑圆峰值,观察到了自旋玻璃的转变。自旋玻璃的转变温度T_f,对x=0.30,0.40,0.50,分别为10.5K,16K,19.5K。给出了顺磁相和自旋玻璃相的相图。比较了Zn_1-xMn_xSe和Cd_1-xMn_xSe的自旋玻璃转变温度,发现对同样的Mn离子浓度,Zn_1-xMn_xSe的T_f高于Cd_1-xMn_xSe的T_f,用交换作用的理论作了讨论。 关键词：     

Preparation, structure and ferromagnetic properties of the nanocrystalline Ti1-xMnxO2 thin films grown by radio frequency magnetron co-sputtering

This paper reported that the Mn-doped TiO2 films were prepared by radio frequency （RF） magnetron cosputtering. X-ray diffraction measurements indicate that the samples are easy to form the futile structure, and the sizes of the crystal grains grow big and big as the Mn concentration increases. X-ray photoemlssion spectroscopy measurements and high resolution transmission electron microscope photographs confirm that the manganese ions have been effectively doped into the TiO2 crystal when the Mn concentration is lower than 21%. The magnetic property measurements show that the Ti1-xMnxO2 （x = 0.21） films are ferromagnetic at room temperature, and the saturation magnetization, coercivity, and saturation field are 16.0 emu/cm^3, 167.5 × 80 A/m and 3740 × 80 A/m at room temperature, respectively. The room-temperature ferromagnetism of the films can be attributed to the new futile Ti1-xMnxO2 structure formed by the substitution of Mn^4＋ for Ti^4＋ into the TiO2 crystal .lattice, and could be explained by O vacancy （Vo）-enhanced ferromagnetism model.     

稀释磁性半导体Sn1-xMnxO2的室温铁磁性

采用固相反应法，制备了不同成分的稀释磁性半导体Sn_1-xMn_xO ₂(x=002，004，006)．利用x射线衍射和傅里叶变换红外光谱法证明 了锰均匀地掺杂到二氧化锡中．在室温下研究了掺锰二氧化锡基稀释半导体的磁性，发现它具有明显的铁磁性 ，同时对磁性的强弱与锰的含量和烧结温度的关系作了研究． 关键词： 稀释磁性半导体 掺杂 烧结 铁磁性 1-xMn_x O₂')" href="#">Sn_1-xMn_x O₂     

BaSn1-xSbxO3-δ和Ba1-yLaySnO3-δ的导电机制

测量了ＢａＳｎ_1-xＳｂ_xＯ_3-δ和Ｂａ_1-yＬａ_yＳｎＯ_3-δ样品的低温电阻率和磁化率．实验结果表明，在较低温度区域，两类样品的导电机制均是传导电子的范围可变跳跃。而在较高温度区域，ＢａＳｎ_1-xＳｂ_xＯ_3-δ样品的电导主要是电子从定域态到扩展态的跃迁所贡献，Ｂａ_1-yＬａ_yＳｎＯ_3-δ样品的电导则可能来源于电子的最近邻跳跃。 关键词：     

Electronic structure and magnetic properties of BaTi1-xMnxO3

The electronic structure and magnetic properties of polycrystalline BaTi_1-xMn_xO₃ (x = 0–0.1) compounds prepared by solid-state reactions were studied. The results revealed that the increase in Mn content (x) did not change the oxidation numbers of Ba (+2) and Ti (+4) in BaTi_1-xMn_xO₃. However, there is the change in Mn valence that Mn^3+,4+ ions coexist in the samples with x = 0.01–0.04 while Mn⁴⁺ ions are almost dominant in the samples with x = 0.06–0.1. We also point out that Mn³⁺ and Mn⁴⁺ ions substitute for Ti⁴⁺ and prefer locating in the tetragonal and hexagonal BaTiO₃ structures, respectively, in which the hexagonal phase constitutes soon as x = 0.01. Particularly, all the samples exhibit room-temperature ferromagnetism. Ferromagnetic order increases with increasing x from 0 to 0.02, but decreases as x ≥ 0.04. We think that ferromagnetism in BaTi_1-xMn_xO₃ is related to lattice defects and/or exchange interactions between Mn³⁺ and Mn⁴⁺ ions.     

Mn离子取代M型钡铁氧体的研究

本文对Mn离子取代M型钡铁氧体BaFe_12-xMn_xO₁₉作了较系统的研究。主要结论如下:(1)在我们的实验条件下,Mn的取代量x可达4,其中约有0.1—0.3的Mn²⁺存在,其余Mn为三价。(2)Mn离子主要进入12k和2a晶位。(3)BaFe_12-xMn_xO₁₉的各向异性常数K₁₉,居里温度T_c和饱和磁化强度σ_s均随x的增加而下降。(4)Mn引起BaFe_12-xMn_xO₁₉的非共线自旋结构。(5)Mn³⁺在12k和2a晶位中的平均零场劈裂因子D^h比尖晶石中八面体B位上的Mn³⁺之D^c值小近一个数量级。 关键词：     

钙钛矿型稀土锰氧化物La2/3Ca1/3MnO3中Mn位的Ti替代效应

研究了钙钛矿型锰氧化物La_2/3Ca_1/3Mn_1-xTi_xO₃(0≤x≤0.3)的结构、磁性和输运性质.发现Ti替代Mn强烈地抑制了La_2/3Ca_1/3MnO₃的铁磁性和金属电导,并很大地提高了磁电阻值.在低掺杂情况下(x≤0.04),1%的Mn被Ti替代,居里温度T_C和金属-绝缘体转变温度T_p分别平均下降了31和26.5K.当x=0.06时,铁磁态过渡为团簇玻璃态,并在x=0.20时完全变为自旋玻璃态.指出由于Ti的掺入而引起的磁稀释作用以及局域晶格畸变是产生上述结果的主要原因. 关键词：