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稀磁半导体材料是利用3d族过渡金属离子,或4f族稀土金属离子取代Ⅱ-Ⅵ族、Ⅳ-Ⅵ族或Ⅱ-Ⅴ族的化合物其中的一部分非磁性阳离子形成的。稀磁半导体材料开启了白旋电子学,具有优异的光学、电学、磁学和光催化等物理化学特性。稀磁半导体材料不仅具有电子的电荷特性还具有电子的自旋特性。稀磁半导体材料具有这些特殊的性质,从而使国内外的广大科研工作者对其产生了极大的研究兴趣。ZnO稀磁半导体纳米材料在功能材料领域应用广泛,其自身所具备的发光以及磁学特性备受关注。ZnO不仅是一种常温下的紫外发射材料,而且在更高的温度下也具有相同的性能。ZnO还具有良好的压电导电性能、导热性能、铁磁性能、紫外吸收等性能,因此常被广泛应用于光电与压电换能器、太阳能电池、压电和热电器件、稀磁特性器件、紫外探测器和光催化活性等多种应用领域。最初科研工作者采用掺杂一种元素(Fe、Co、Ni等)来改变稀磁半导体的某些特性,但近年来的研究者通过共掺杂两种元素(Fe和Ni、Co和Cu、Co和Ni等),获得理想的铁电性、铁磁稳定性和发光性等特性,比掺杂单一元素具有更好的实验效果。目前用作共掺杂的过渡金属族主要有Fe、Ni、Co、Cu等元素,它们主要是通过替代的形式进入稀磁半导体的晶格中,同时,由于过渡族金属元素的进入,随之改变了稀磁半导体的微观结构、形貌、光学和磁学等性能。在室温下采用水热法制备不同比例Zn1-xFexO(x=0,0.05,0.10,0.15). Zn0.95FexNi0.05-xO(x=0.01,0.02,0.025,0.03)和Zn0.95FexCo0.05-xO(x=0.01,0.02,0.025)稀磁半导体材料,利用XRD和TEM对样品的结构和形貌进行表征,结合拉曼光谱(RAMAN)、光致发光光谱(PL)和紫外可见分光光度计(UV-vis)研究分析单掺杂和共掺杂样品的光学性能,振动样品磁强计(VSM)分析单掺杂和共掺杂样品的磁学性能。实验结果表明,水热法制备的掺杂样品结晶良好,具有纤锌矿结构,形貌为纳米棒状。样品中Fe2+、Ni2+、Co2+是以替代的形式进入到ZnO晶格中。掺杂样品Fe:ZnO, Fe-Ni:ZnO, Fe-Co:ZnO使得晶体的Raman光谱、PL光谱和UV-vis光谱发生变化,说明Fe、Ni和Co元素改变了ZnO的发光能力。另外,VSM图谱表明,室温条件下,单掺杂和共掺杂样品所表现出的铁磁性较为显著,并且随着掺杂量的改变,样品的饱和磁化强度和矫顽力也随之改变,说明掺杂元素也改变了ZnO的磁学性能。