退火温度对Ti0.95Fe0.05O2纳米颗粒结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Fe掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.研究发现:退火温度450℃和500℃时样品为锐钛矿结构,在600℃时既有锐钛矿相,又有金...     

溶胶凝胶法制备Ti1-xFexO2纳米颗粒及磁性能研究

采用溶胶凝胶法制备了稀磁半导体Ti1-xFexO2(x=0～0.050)的纳米颗粒,在氩气氛围中以500℃对样品进行退火处理,并通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.使用振动样品磁场计(VSM)测试了样品的磁性能.研究发现:经500℃氩...     

H掺杂对ZnCoO稀磁半导体薄膜结构及磁性能的影响

利用磁控溅射法,采用亚分子分层掺杂技术交替溅射Co靶和ZnO靶,在Si衬底上制备了不同氢氩流量比的H:ZCO薄膜样品,研究了氢氩流量比对薄膜结构特性和磁学性能的影响。所制备的薄膜样品具有c轴择优取向。由于H对表面和界面处悬挂键的钝化作用,随H₂流量比的增加,薄膜的择优取向变差。磁性测量结果显示,薄膜样品的铁磁性随着氢氩流量比的增大而增强。XPS结果表明,随着H含量的增大,金属态Co团簇的相对含量逐渐增加,而氧化态Co离子的相对含量逐渐减小。H:ZCO样品中的铁磁性可能来源于Co金属团簇,H的掺入促使ZnO中的Co离子还原成Co金属团簇,从而增强了薄膜样品的室温铁磁性。     

Co掺杂ZnO薄膜的结构和磁学性能

研究了用单束脉冲激光沉积法制备的Co掺杂ZnO薄膜的结构和磁学性能。XRD表征结果表明制备的薄膜是具有沿c轴择优取向的纤锌矿点阵结构。然而,进一步的高分辨电子显微镜结果显示整个样品上的晶体取向并不完全相同。很难说明形成了单晶。结果分析表明Co占据了部分Zn的格点,并对电子结构产生了影响。室温下观察到了磁滞回线,显示掺杂Co可以实现ZnO的磁性翻转,但磁性比较小。该薄膜与我们以前用双束脉冲激光沉积法制备的Co掺杂ZnO薄膜具有相似的性能,提示我们其内部的机制可能相似。     

铝掺杂ZnMnO纳米晶体的载流子调控铁磁性

通过溶胶-凝胶自燃烧技术合成了Zn_0.95-xAl_xMn_0.05O(x=0、0.03、0.05和0.07)稀磁半导体材料. 并且研究了Al掺杂对Zn_0.95-xAl_xMn_0.05O结构、电学和磁学性质的效果. X射线衍射显示合成的组合物为单相六方晶系纤锌矿型晶体结构,类似于氧化锌.显微图像显示颗粒呈团簇状,但一些单个颗粒呈现六角形纹理. 观察到的电阻率随温度升高(达450 oC)而降低,显示为半导体行为特征.所有组合物具有室温铁磁行为. 饱和磁化强度的值随着Al(载流子)浓度的增加而增加.     

氧空位对钴掺杂氧化锌半导体磁性能的影响

从实验和理论上阐述了氧空位对Co掺杂ZnO半导体磁性能的影响.采用磁控溅射法在不同的氧分压下制备了Zn_095Co_005O薄膜,研究了氧分压对薄膜磁性能的影响.实验结果表明,高真空条件下制备的Zn_095Co_005O薄膜具有室温铁磁性,提高氧分压后制备的薄膜铁磁性逐渐消失.第一性原理计算表明,在Co掺杂ZnO体系中引入氧空位有利于降低铁磁态的能量,铁磁态的稳定性与氧空位和Co之间的距离密切相关. 关键词： Co掺杂ZnO 稀磁半导体 第一性原理计算 氧空位缺陷     

Co掺杂ZnO薄膜的局域结构和电荷转移特性研究

采用磁束缚电感耦合等离子体溅射沉积法在不同的氧气分压下制备了Zn_0.95Co_0.05O和Zn_0.94Co_0.05Al_0.01O薄膜.利用X射线吸收精细结构技术对薄膜O-K,Co-K和Co-L边进行了局域结构研究,结果表明：Co²⁺取代了四配位晶体场中的Zn²⁺而未改变ZnO的六方纤锌矿结构,高真空条件下制备的薄膜 关键词： Co掺杂ZnO 稀磁半导体 X射线吸收精细结构 共振非弹性X射线散射     

退火氛围对掺杂ZnO薄膜磁性的影响

采用直流磁控反应共溅法制备了非磁性元素Al和磁性元素Co掺杂的ZnO薄膜, 样品原位真空退火后再空气退火处理. 利用X射线衍射仪(XRD) 和物理性能测量仪(PPMS) 对薄膜的结构和磁性进行了表征. XRD和PPMS结果表明, 不同的退火氛围对掺杂薄膜的结构和磁性有着很大的影响. 真空退火的Al掺杂ZnO薄膜没有观察到铁磁性, 而空气退火的样品却显示出明显的室温铁磁性, 铁磁性的来源与空气退火后导致Al和ZnO基体间电荷转移增强有关. 而对于Co掺杂ZnO薄膜, 真空退火后再空气退火, 室温铁磁性明显减弱. 其磁性变化与Co离子和ZnO基体间电荷转移导致磁性增强和间隙Co原子被氧化导致磁性减弱有关.     

Co掺杂(ZnO)12团簇的结构和磁性质

采用第一性原理密度泛函理论系统地研究Co原子单掺杂和双掺杂(ZnO)₁₂团簇的结构和磁性质.考虑三种掺杂方式:替代掺杂,外掺杂和内掺杂.首先比较各种掺杂团簇的稳定性.结果表明,不管是单掺杂还是双掺杂,外掺杂团簇都是最稳定结构.在结构优化的基础上,对掺杂的(ZnO)₁₂团簇进行磁性计算.发现团簇磁矩主要来自Co-3d态的贡献,4s和4p态也贡献了一小部分磁矩.由于轨道杂化,相邻的Zn和O原子也产生少量自旋.Co原子之间的磁性耦合由直接的Co-Co反铁磁耦合和Co和O原子之间通过p-d杂化产生的铁磁耦合这两种相互作用的竞争决定.研究发现外双掺杂团簇存在铁磁耦合,在纳米量子器件有潜在的应用价值.     

Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料的制备和磁性研究

采用共沉淀方法制备了名义组分为Zn_1-xMn_xO(x=0.001,0.005,0.007,0.01)的Mn掺杂的ZnO基稀磁半导体材料,并研究了在大气气氛下经过不同温度退火后样品的结构和磁性的变化.结果表明：样品在600℃的大气条件下退火后, 仍为单一的六方纤锌矿结构的ZnO颗粒材料;当样品经过800℃退火后,Mn掺杂量为0.007,0.01的样品中除了ZnO纤锌矿结构外还观察到ZnMnO₃第二相的存在.磁性测量表明,大气条件下600℃退火后的样品,呈现出室温铁磁性;而800℃退火后的样品,其室温铁磁性显著减弱,并表现为明显的顺磁性.结合对样品的光致发光谱的分析,认为合成样品的室温铁磁性是由于Mn离子对ZnO中的Zn离子的替代形成的. 关键词： ZnO 掺杂 稀磁半导体 铁磁性     

溶胶凝胶法制备Zn1-xFexO稀磁半导体

使用溶胶-凝胶法,制备了Fe掺杂的ZnO粉末衡磁半导体材料。通过X射线衍射对样品的晶格结构进行了分析,发现衍射峰的峰位随着Fe掺杂量出现偏移。当掺杂浓度低于6.66%时,Fe较好地替代了Zn的晶格位置,当掺杂浓度达到6.66%时出现杂相峰。使用超导量子干涉仪对所制备的磁性材料进行表征,得到了材料磁化率随温度变化关系曲线,并观察到明显的低温磁滞现象。对其磁性来源进行了分析。     

稀释磁性半导体Zn1—xFexSe薄膜的光学特性

用真空蒸镀法制备了稀释磁性半导体Zn_(1-x)Fe_xSe多晶薄膜,用X射线衍射和电子扫描电镜测定了薄膜结构和成份.其光吸收数据表明:光学能隙E_g随着Fe~(2+)成分x增加而线性减小,用线性回归法拟合得其关系.E_g=2.722-2.2x(eV).     

稀磁ZnO纳米颗粒的生长和性能

利用Zn、Fe、Mn、Co的铜铁试剂盐为前驱体,胺为表面包裹剂,在200℃N2保护下生长了2%的过渡金属离子掺杂的ZnO稀磁纳米晶体,研究了纳米晶体的结构、形态、光学和磁学性能。所有ZnO纳米晶体均为近圆形的颗粒,晶体结构为六角纤锌矿结构,无其他氧化物相的析出,但过渡金属离子的掺入使纳米颗粒的尺寸增大。在掺杂纳米颗粒的吸收谱和发射谱中均可以观察到明显的激子吸收和发射峰,所有纳米颗粒在温度高于43K时只有顺磁性。     

第一原理计算稀磁半导体(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构

用紧束缚近似线性Muffin-tin轨道的方法计算了稀磁半导体(In1-xMnx)As(x=1/2,1/4和1/8)的晶格常数,磁性和电子结构.给出了Mn掺杂浓度的变化对(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构的影响.     

Comparative studies on Zn0.95Co0.05O thin films on C- and R-sapphire substrates

Zn0.95Co0.05 O precipitate-free single crystal thin films were synthesized by a dual beam pulsed laser deposition method.The films form a wurtzite structure whose hexagonal axis is perpendicular or parallel to the plane of the surface depending on the C-plane (0001) or R-plane (11 ˉ 20) sapphire substrate.Based on the results of high-resolution transmission electron microscopy and x-ray diffraction,C-plane films show larger lattice mismatch.The films exhibit magnetic and semiconductor properties at room temperature.The coercivity of the film is about 8000 A/m at room temperature.They are soft magnetic materials with small remanent squareness S for both crystal orientations.There is no evidence to show that the anisotropy is fixed to the hexagonal axis (C-axis) for the wurtzite structure.