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《mn摻雜zno稀磁半導(dǎo)體的制備與表征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要稀磁半導(dǎo)體(DilutedMa四eticSemiconductor-DMS)材料一般是指在化合物半導(dǎo)體中，由磁性過(guò)度金屬離子部分地替代非磁性陽(yáng)離子所形成的一類(lèi)新型半導(dǎo)體材料。這種材料同時(shí)具有電子的電荷屬性和自旋屬性，具有優(yōu)異的磁、磁光、磁電性能，在高密度非易失性存儲(chǔ)器，半導(dǎo)體集成電路，量子計(jì)算機(jī)等眾多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。近幾年來(lái)，相關(guān)理論預(yù)言ZnO基稀磁半導(dǎo)體材料的居里溫度可達(dá)室溫以上，使之成為研究的熱點(diǎn)之一。本文采用濕化學(xué)法制備了Mn摻雜壓10基稀磁半導(dǎo)體納米材料。在課題中，首先對(duì)制備一維盈Lo納米結(jié)
2、構(gòu)進(jìn)行了嘗試，之后采用兩套溶液法實(shí)驗(yàn)方案以實(shí)現(xiàn)過(guò)渡金屬M(fèi)n離子的摻雜，并通過(guò)退火提高其磁性。研究中我們發(fā)現(xiàn)，不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)于所制各樣品的形貌、飽和磁化強(qiáng)度及磁性的產(chǎn)生機(jī)制有很大的影響。通過(guò)嘗試，我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度在83℃時(shí)可以使Mn有效的替代ZnO晶體點(diǎn)陣中的zn，并實(shí)現(xiàn)室溫鐵磁性。溶液的堿性強(qiáng)弱對(duì)樣品的形貌影響比較大，以六次甲基四氨為反應(yīng)物時(shí)，樣品呈棒狀結(jié)構(gòu)；而反應(yīng)物為四甲基氫氧化銨時(shí)，樣品為顆粒狀。磁性方面，制各態(tài)的樣品中，隨著Mn摻雜量的提高，順磁信號(hào)增強(qiáng)，鐵磁信號(hào)無(wú)明顯變化，我們認(rèn)為室溫鐵磁性來(lái)源于晶
3、格中的Mn離子，這些Mn離子替代了2r皿離子的位置，相互之間存在耦合而呈現(xiàn)出鐵磁性。退火特別是900℃退火后，室溫鐵磁性顯著增強(qiáng)，可達(dá)到0．4emu／g。通過(guò)電鏡，XPS等多種手段的表征，我們將其歸結(jié)為ZQx]訂-n3-x04這個(gè)第二相的影響。在以往的文獻(xiàn)資料中，均認(rèn)為7．nzlV‰04不會(huì)產(chǎn)生室溫鐵磁性(砒：M)，而我們本課題的結(jié)果分析與之相反。為了驗(yàn)證這一結(jié)論，我們嘗試制備出了ZnxM-n3-x04。反應(yīng)濃度Me．辦為6．-4的樣品，室溫下飽和磁化強(qiáng)度就達(dá)到0．3emu／g。因此，我們有理由認(rèn)為，這種較強(qiáng)
4、的RFM是由Z,n施3．x04所產(chǎn)生的。這里對(duì)RFM的產(chǎn)生機(jī)制也不能RKI【1『理論或者雙交換耦合來(lái)解釋。關(guān)鍵詞：稀磁半導(dǎo)體；溶液法；Mn摻雜壓10；室溫鐵磁性；踟拍3—04AbstractInDilutedMagneticSemiconductor,nonmagnetichostionsarcpartiallysubstitutedbylransitionmctals㈣．ThiskindofmamialsexploitsboththespinandthechargeoftheCluTierfl．Bec煅of
5、thecombinationofthetwodegreesoffi'cedom,DMSshaveattracts!muchinterestowingtotheirpromisingapplicationinspin-valveIramistors，nonvolatilememory，蜊generationofquantumeomtmt朗andSO011．R烈翻吐theorctiealcalculationsbyDietleta1．suggestedthatTMO‰)-doped7．nOwouldshowfer
6、romagneticbehaviorwithaTcvalueaboveT001111temp謝l珊．$iaeethenZalObasedDMSshavestimulatedconside劬lorese缸cheffort．We巧nlh捌M_n-dopedZnOusiagawetchemicalmethod．Firstly,Weattempt爿lto皿唧one-dimcnsJonal盈10nanorods．ThenwedesigtlcdtwoexpcrtmentalplanstoachieveMr-doped瑚n
7、ano蝴witha"reaboveroomtemperature．Furthermore，them艇乒缸couldbeenhanceda】fIerannealing．AsforOUrstudy,themorphologyofthesample咖intlueneedbythebasieityofsolution．呦changedI-IMTto(CH3)4NOIq,thenanorodsdisal聊搬耐andsubstitutedbymmopartielestmderTEM．mreactivetemperatur
8、eaffecteditsmagnetismintensively．Theprocesswasonlyimplem眥xlat8312，thesamplewouldshowfm-onuign甜ebehaviorabovel"OOmtemperaltlre．Tile耐ginoftlaeferromagnetismoftheas-preparedsamplecanbeatlributedtothesubst
