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。     

单晶和孪晶的Zn0.96Co0.04O稀磁半导体薄膜的制备与研究

采用分子束外延技术分别在不同晶面的蓝宝石（sapphire Al₂O₃）基片上制备了沿c轴生长的Zn_0.96Co_0.04O稀磁半导体薄膜.发现在Al₂O₃（1120）晶面（a面）上薄膜是二维层状外延生长的高质量单晶薄膜,而在Al₂O₃（0001）晶面（c面）上薄膜却具有有趣的孪晶结构,部分区域相互之间有一个30°的面内转动来减少和基片之间的失配度.在孪晶薄膜中存在的这些相互旋转形成的区域界面上会引起载流子强烈的散射作用,导致载流子迁移率的下降和平均自由程的缩短.利用X射线吸收精细结构技术证明了无论单晶还是孪晶的Zn_0.96Co_0.04O薄膜中所有的Co都以+2价替代进入了ZnO的晶格,而没有形成任何杂相.而对其磁性研究发现,孪晶的薄膜样品比高质量的单晶薄膜样品具有大得多的饱和磁矩.这充分说明孪晶薄膜中的铁磁性来源与缺陷有关.我们还对铁磁性耦合机制进行了探讨. 关键词： Co掺杂ZnO 稀磁半导体 X射线吸收精细结构 单晶和孪晶薄膜     

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     

Cu对Zn1－xFexO稀磁半导体磁性的影响

采用水热法，在温度430 ℃，填充度35%，矿化剂为3 mol·L^-1KOH，前驱物为添加适量的FeCl₂·6H₂O的Zn(OH)₂，反应时间24h，合成了Zn_1-xFe_xO和Zn_1-xFe_xO：Cu稀磁半导体晶体.当在Zn(OH)₂中添加一定量的FeCl₂·6H₂O为前驱物，水热反应产物为掺杂Fe的Zn_1-xFe_xO多种形态晶体混合物，其个体较大的晶体中的Fe原子百分比含量为0.49%—0.52%.采用超导量子干涉磁强计测量了材料的磁性，晶体的磁化强度随温度下降而减小.在前驱物中同时加入适量比例的Cu化合物，合成了共掺杂Cu的Zn_1-xFe_xO：Cu，和Zn_1-xFe_xO相比，其室温下的磁化强度有明显的提高，且在室温下具有铁磁性. 关键词： 氧化锌 水热 稀磁半导体 晶体     

稀磁半导体Zn1—xCoxSe的光谱特性

本文首次报道一类新型半导体材料：含Ｃｏ＾＋６＋离子的稀磁半导体Ｚｎ１－ｘＣｏｘＳｅ晶体的光谱特性研究实验结果。对组分ｘ＝０．００１，０．００９７，０．０３０，０．０３７系列样品，在７３Ｋ－３００Ｋ范围内分别在可见和近红外区测量了吸收光谱和光致发光谱。实验观测到一系列与ｘ值无关的吸收峰和光致发光峰，两者一一对应，它们分别对应于具有Ｔｄ对称的晶体场中Ｃｏ＾＋＾＋离子不同能级间的跃迁，对这些峰进行了初步     

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.     

稀磁半导体的制备与性质

报道了稀磁半导体的制备、性质与实验研究进展，介绍了稀磁半导体的应用及发展前景．     

Zn1-xCoxO稀磁半导体薄膜的结构及其磁性研究

利用X射线吸收精细结构、X射线衍射和磁性测量等技术研究脉冲激光气相沉积法制备的Zn_1-xCo_xO (x＝0.01,0.02)稀磁半导体薄膜的结构和磁性.磁性测量结果表明Zn₁-xCo_xO样品都具有室温铁磁性.X射线衍射结果显示其薄膜样品具有结晶良好的纤锌矿结构.荧光X射线吸收精细结构测试结果表明,脉冲激光气相沉积法制备的样品中的Co离子全部进入ZnO晶格中替代了部分Zn的格点位置,生成单一相的Zn_1-xCo_xO 稀磁半导体.通过对X射线吸收近边结构谱的分析,确定Zn_1-xCo_xO薄膜中存在O空位,表明Co离子与O空位的相互作用是诱导Zn_1-xCo_xO产生室温铁磁性的主要原因. 关键词： 1-xCo_xO稀磁半导体')" href="#">Zn_1-xCo_xO稀磁半导体 X射线吸收精细结构谱 脉冲激光气相沉积法     

脉冲磁场对水热法制备Mn掺杂ZnO稀磁半导体的影响

本文以Zn(CH₃COO)₂·2H₂O, Mn(CH₃COO)₂·4H₂O和氨水缓冲溶液为原料, 在4 T脉冲磁场下利用水热法制备了Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体, 通过X射线衍射、 扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱、荧光分光光度计及振动样品磁强计等对样品的微观结构及磁性能等进行了表征, 结果表明: Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体仍保持ZnO六方纤锌矿结构, 4 T脉冲磁场下合成的Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体具有明显的室温铁磁性, 其饱和磁化强度(M_s)为0.028 emu/g, 比无脉冲磁场下制备的样品提高一倍以上, 且4 T 脉冲磁场将样品的居里温度提高了15 K.     

稀磁半导体Zn1-xMnxTe吸收光谱压力红移的理论研究

以自由Mn²⁺离子的径向波函数为基础,通过引入电子云延伸效应系数κ来修正这一径向波函数,得到了稀磁半导体Zn_1-xMn_xTe晶体中Mn²⁺离子的径向波函数.以此波函数为基础,研究了Zn1-xMnxTe晶体吸收光谱的高压谱移特性,并且得到了吸收谱中四条谱线随压力的红移规律.     

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。     

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。     

Mg和Ni共掺杂的ZnO稀释磁性半导体在磁性和光催化的应用

随着引入磁性元素,氧化锌最近被广泛用作磁性半导体. 本文报告了Mg和Ni共掺杂的ZnO的纯相合成,并研究其结构、光学、磁性和光催化特性. X射线衍射分析显示其六方纤锌矿型结构具有P63mc构型且不含任何杂质. 紫外可见分光光度法表明,随着ZnO中掺杂的Mg和Ni含量增加,带隙发生变化. 磁性测量实验显示Ni和Mg共掺杂的ZnO磁性加强,带隙的稳定进一步证实其结构的稳定性,实现了其在现代自旋电子设备的磁调谐性能. 对甲基绿的光催化降解实验结果表明,Mg和Ni共掺杂ZnO的活性增强.     

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...     

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。     

Concentration Dependence of Room Temperature Magnetic Ordering in Dilute Fe: Ge1 − x Te x Alloy

Hyperfine interaction techniques like Mossbauer spectroscopy are very sensitive tools to study the local probe interactions in dilute magnetic semiconductors. We report here a Mossbauer study on the concentration dependence in Fe_0.008Ge_{1 − x} Te _x for x = 0, 0.008, 0.016, 0.03 and 0.05. At room temperature magnetic interactions were observed for all concentrations of Te and the population of magnetic site was found to increase gradually with the Te concentration. A constant magnetic hyperfine field of 136 KOe was found. A quadrupole doublet due to the FeTe₂ compound phase was also seen.     

Magnetic properties of Mn-doped tellurite flakes like microstructure

In the present study, we report the magnetic properties of manganese-doped (Mn-doped) tellurite flakes, which are microstructure-like arrangements synthesized using the sol-gel method. These flakes exhibit ferromagnetism at room temperature. A temperature-dependent magnetic study (M-T) revealed the structures to exhibit ferromagnetism (FM) below 300 K. From the X-ray absorption and magnetic studies, it is evident that ferromagnetism originates due to Mn doping. Because ferromagnetism occurs at room temperature, Mn-doped tellurite flakes could be a candidate for spintronic devices as dilute magnetic semiconductors.     

氧化物稀磁半导体的研究进展

稀磁半导体是一种能同时利用电子的电荷和自旋属性,并兼具铁磁性能和半导体性能的自旋电子学材料。本文主要介绍ZnO、In2O3等氧化物稀磁半导体的研究进展,一是从实验角度介绍其制备、结构、磁性、电输运性质等特性;二是从理论角度对其磁交换能、电子结构、居里温度和磁性产生的机制进行阐述;三是在稀磁半导体的基础上进一步延伸,介绍其相关的异质结构的磁电阻效应,并在文章的最后对氧化物稀磁半导体的研究进行总结和展望。