Fe、Li共掺杂In2O3基稀磁半导体的局域结构与磁、输运性能

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaohuang1234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文研究了Fe、Li共掺杂对In2O3基稀磁半导体薄膜的局域结构、磁输运性能的影响。薄膜是利用射频磁控溅射技术在SiO2/Si(100)与超白玻璃基片表面沉积的。通过XRD、XPS、XAFS、R-T、Hall、MR、SQUID等性能分析方法与结构表征手段对样品进行了系统的研究,得出以下研究结果:1、利用射频磁控溅射技术制备了不同Li掺杂浓度的(In0.96-xLixFe0.04)2O3薄膜样品。XRD结果表明Li离子很好的进入了In2O3的晶格并引起了晶胞的收缩,体系中并无Fe、Li相关单质相或氧化物第二相的存在。XPS结果表明,Fe是以+2价和+3价混合价态存在于样品中,且体系中存在大量氧空位缺陷。XAFS分析结果表明Fe是以替位In3+的形式进入In2O3的晶格,Li掺杂浓度的增加并没有改变掺杂Fe的局域环境。Hall测试结果表明薄膜的载流子浓度随Li掺杂浓度的增加而减小,这是由于p型Li的替位掺杂会引入空穴来补偿样品中n型氧空位提供的电子,进而降低样品的载流子浓度以及增大电阻率。R-T测试表明薄膜中存在金属-半导体转变的输运行为,且随着Li掺杂浓度的增加,半导体导电行为逐步变得明显,且电子传导机制能很好地用Mott变程跃迁机制解释。磁电阻(MR)测试结果表明,在测试温度下,样品皆表现为负磁阻现象,且随着Li掺杂浓度的增加,负磁电阻有变为正磁电阻的趋势。磁性测量表明Li的掺杂能够明显提高体系铁磁性。Li原子与相邻的O原子间的轨道杂化作用可用来解释样品室温铁磁性的提高。2、利用射频磁控溅射技术制备了不同Fe掺杂浓度的(In0.94-yFeyLi0.06)2O3薄膜样品。XRD分析结果表明Fe、Li共掺杂In2O3薄膜样品依旧表现为In2O3的立方方铁锰矿结构。XAFS分析结果表明薄膜中Fe元素是以+2和+3价的混合氧化态形式存在的,且Fe离子替位了In2O3中的In1位置。Hall以及R-T测试表明,共掺杂薄膜的载流子浓度随着Fe掺杂浓度的增加而减小,电导机制能很好地用低温区的Mott变程跃迁机制以及高温区的硬带跃迁机制解释,显示了载流子强的局域特性。MR测试结果表明,10K温度下,随着Fe的掺杂,样品磁电阻实现了由负磁阻向正磁阻的转变,Fe的掺杂浓度与测试的温度可以影响正负磁阻对样品的贡献程度。样品全部表现出本征的室温铁磁性,饱和磁化强度Ms先增加后降低。O空位和Fe离子周围的强晶格畸变与铁磁性的产生存在密切的关系。
其他文献
随着便携式移动电子设备和电动汽车的普及,人们越来越关注电池的安全性能,同时,人们对电池多样化的需求也促进着电池行业的发展。锂电池因为其无记忆效应、循环性能好得到人
镀锡板具有无味无毒、质量轻、易于加工成型等优点。随着国民生活水平的提高以及对罐头食品以及灌装饮料需求的增加使得对制罐钢材的需求不断扩大。镀锡板横切工序作为镀锡板
随着石化资源的短缺以及环境污染的加剧,为维持人类社会的可持续发展,对新能源的开发和利用已在进行中。作为新能源——氢能的电转化设备之一,直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)因众多优点而被认为在便携式电子设备和电动汽车等领域具有良好的应用前景。但DMFC阳极负载型Pt催化剂最为常用的的碳载体,因其在极端环境下易被氧化腐蚀而导致的催化剂活性组分流失和催化效率下
磷酸盐水泥是一种特种水泥,本身具有快凝快硬的特性,在一系列的磷酸盐胶凝材料中,磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)是一个受到越来越多关注的新型胶凝材料,以快速
冷弯方矩形钢管已在生产领域得到广泛应用。随着科技的发展,生产领域对高标准的方矩形钢管需求量日益增加。并且方矩形钢管生产过程中的参数在线检测环节存在精度较低、检测系统成本高等问题。因此,智能化地提高方矩形钢管尺寸参数的在线测量精度和测量效率,是当前亟待解决的问题。据此,本文以设计低成本、高精度且稳定的在线测量系统为出发点,重点研究线结构光测量技术在方矩形钢管宽高、弯角半径、对角线以及凹凸度等参数测量
随着电动汽车和电子移动设备的迅猛发展,电子市场对储能系统的化学电源性能提出了更高的要求,尤其是更高容量和能量密度的下一代电池。为了实现现代电池的比能量密度的巨大突
杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)是我国栽培广泛的用材树种,具有重要的经济价值和生态效益。由于速生大量消耗土壤养分,杉木在不同发育阶段将引起土壤质量和林下
在锂电池充放电过程中,对峰值功率的估算可以评价锂电池在极限充放电时的能力,同时避免出现过充过放的现象,对锂电池的合理使用有着重要的影响。因此,锂电池功率状态SOP(State of Power)的估算研究对锂电池高效工作以及使用安全具有极其重要的意义。由于锂电池功率特性与电池电压、电流、温度、直流内阻以及SOC等参数相关,因此,设计电池性能数据采集系统,对电池参数进行在线检测。系统硬件电路以STM
近些年来分布式能源技术得到迅速发展,为了减小分布式能源直接并网对电能质量的影响,通常将各种分布式能源有机组合成微电网。由于光伏、燃料电池、储能单元、风机等产生电能
背景:名老中医学术思想是将中医药学理论、前人经验与当今实践相联合,解决临床疑难问题的典范,代表着当前中医学术水平和临床发展水平的巅峰。继承和发展名老中医学术思想对