【摘 要】
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室温稀磁半导体是自旋电子器件研究的关键途径,但是其室温铁磁性的内禀属性及其起源的研究有争议,尤其对于缺陷的探测技术有限,因而相关研究多集中在理论分析层而,难以进行深
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室温稀磁半导体是自旋电子器件研究的关键途径,但是其室温铁磁性的内禀属性及其起源的研究有争议,尤其对于缺陷的探测技术有限,因而相关研究多集中在理论分析层而,难以进行深入的实验验证。
本论文以金红石TiO2稀磁半导体为研究对象,基于慢正电子束流装置以正电子湮没谱学为主要表征方法,通过电子辐照和Co离子注入作为引入缺陷和掺杂离子的主要手段,建立正电子湮没参数与不同类型缺陷的判断依据,得到缺陷类型和缺陷浓度的深度分布以及缺陷周围电子动量分布的信息,建立上述缺陷结构与材料铁磁性之间的相互关系。
测试结果显示,电子辐照能够使TiO2晶体中产生新的缺陷,主要的缺陷类型是Ti空位(VTi)、O空位(Vo)和Ti-Vo复合体；Co离子注入普勒使TiO2晶体出现新缺陷,新缺陷为Ti-Co-Vo或Ti-Vo的复合体；结合振动样品磁强计(VSM)测试结果,Co离子注入TiO2样品的室温铁磁性强弱与Ti-Co-Vo或Ti-Vo的复合体的浓度有很大关系。
本研究将为室温稀磁半导体材料的铁磁性的作用机制研究提供实验依据,为白旋电子器件的发展提供新的表征方法和思路。
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