过渡金属掺杂稀磁氧化物的结构和磁性研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shgrx
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
稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductors,DMS)能够同时利用电子的电荷特性和自旋特性,兼具半导体材料和磁性材料的双重特性,制造将磁、电集于一体的半导体器件。稀磁半导体因其独特的性质和半导体自旋电了学方面的潜在应用前景备受人们关注。   近年来,稀磁氧化物受到越来越多的关注。研究发现稀磁氧化物中的氧空位在材料铁磁性的起源中起到了非常重要的作用,并制备出了具有高温铁磁性的稀磁氧化物。但关于稀磁氧化物的铁磁性的起源,还存在很多争议。因此,目前对稀磁氧化物的研究,在实际应用与理论研究方面都具有非常大的价值。   本文的主要研究内容如下:   1.采用Te粉和O2作为前驱物,采用化学气相沉积的方法在镀Au膜的Si(111)成功生长了TeO2纳米线。纳米线直径在100-200nm之间,长度为几微米。并分析了衬底、温度、压强、衬底位置等不同制备条件对纳米线生长的影响。证明在Si(111)衬底上TeO2纳米线是以VLS过程生长的,Au是生长过程中的重要催化剂。   2.利用低温固态反应法制备了Cu1-xFexO(x=0,0.05,0.1)纳米粉末,通过XRD测试表明制备得到的样品均为与非掺杂CuO相同的单斜结构,不存在含Fe的杂质相衍射峰。研究了不同掺杂浓度和煅烧温度对Cu1-xFexO材料结构与尺寸的影响,表明掺杂样品的晶格常数小于未掺杂样品,而退火温度的变化会显著影响Cu1-xFexO样品的晶粒平均尺寸,提高样品的退火温度,可以显著增加样品的晶粒平均尺寸。   3.研究了Cu0.95Fe0.05O纳米粉末的磁学特性,测量了样品的M-T曲线与磁滞回线。M-T曲线中的FC与ZFC两条曲线并不重合,具有自旋玻璃的特性,ZFC峰值温度120K,FC与ZFC分离温度大约200K。根据Curie-Weiss定律对M-T曲线拟合的结果表明,交换耦合常数为正值,说明Fe离子与周围离子之间主要是铁磁耦合。通过磁滞回线可以得到样品的矫顽力为126 Oe,铁磁相的饱和磁化强度为0.24emu/g。我们认为该样品磁性的起源为Fe-O-Cu-O-Fe原子链的双交换作用,理论计算表明,在Fe掺杂浓度为5%的条件下,Fe掺杂CuO的饱和磁化强度大约为0.25emu/g,与实验结果相符。   4.分别利用低温固态反应法和共沉淀法制备了不同掺杂浓度的Ca1-xCoxO(x=0,0.01,0.05,0.1)纳米粉末。利用低温固态反应法制备得到的样品均与非掺杂CaO相同的立方结构,不存在含Co的杂质相衍射峰;但在共沉淀法制备得到的样品中观测到了CoO杂质峰的存在。研究了不同掺杂浓度对Ca1-xCoxO材料结构与尺寸的影响,计算表明掺杂样品的晶格常数小于未掺杂样品。   5.研究了用低温固相反应法制备的Ca0.95Co0.05O纳米粉末的磁学特性,测量了样品的M-T曲线与磁滞回线。M-T曲线中的FC与ZFC两条曲线并不重合,具有自旋玻璃的特性,ZFC峰值温度40K,FC与ZFC分离温度大约70K。根据Curie-Weiss定律对M-T曲线拟合的结果表明,交换耦合常数为负值,说明Co离子与周围离子之间存在反铁磁耦合作用。通过磁滞回线可以得到样品的矫顽力为5 kOe,铁磁相的饱和磁化强度为0.08 emu/g。我们认为该样品磁性的起源可以由束缚磁极化子模型来解释。浅施主缺陷O空位与掺入的CO2+离子耦合形成束缚磁极化子,相邻束缚磁极化子之间的铁磁交换作用导致了样品磁性的产生。
其他文献
目的 探讨彩色多普勒超声检查在老年2型糖尿病患者下肢血管病变诊断中的价值.方法 选取福州市第六医院2018年1月至2019年5月的2型糖尿病老年患者72例,所有患者均接受CT下肢动
摘 要:古人云:读书破万卷,下笔如有神。这句话形象的说明了语文学习中积累的重要性。在语文学习中,学生通过语言积累可以丰富自己的知识储备、形成语感,提高读写技能。可以说,积累是语文学习的基础,是提高语文教学效果的有效途径。因此教师在语文教学中要转变教学观念,重视学生语言的积累,通过多种途径帮助学生积累,提高学生的学习效果。  关键词:语文教学;语言积累; 有效途径  语文是重要的交际工具,语言积累是
期刊
1 “一带一路”推动我国工程机械产品出口高位运行rn由于我国工程机械主要出口目标国经济形势稳定向好,国际市场总体需求增长明显,2017年我国工程机械产品出口首次跨越200亿
摘 要:当今社会是信息技术蓬勃发展的社会,如果不能掌握基本的信息技术知识,形成一定的信息技术应用能力,就会成为当今社会的“新型文盲”。事实上,即使笔者不说,人们也都会有一种感觉,那就是不具备信息技术应用能力,在社会生活、工作、学习中“寸步难行”。作为社会未来建设者的高中学生,在社会发展过程中要想顺利前进,就必须在学校里接受系统化的信息技术教育。那么,高中信息技术课堂教学的要点有哪些呢?下面笔者将对
期刊
摘 要:探究型数学教学强调要求学生从已有的学习经验出发,让中学生亲身经历将实际出现的问题抽象成数学模型问题并进行解释与应用的过程,并在实现获得对数学理解的同时,能够在思维能力、情感态度以及价值观念等多方面得到进步和发展。  关键词:初中数学 ;探究式教学;教学策略  单纯地依赖模仿和记忆的数学学习并不值得提倡,也并不是有效的数学学习活动,应该在初中学生学习数学过程中,强调自主探索、动手操作、以及合
期刊
随着风能、太阳能等可再生能源的不断发展,将这些不连续的能量整合起来并入电网并且提高电网的稳定性和可靠性的大规模储能系统变得越来越重要。在各种储能技术中,由于具有使用
期刊
摘 要:新课程目标需要相应的教学策略与教学模式进行配套,才能真正实现课程改革的目的。高中英语教学中,学生写作能力的培养是教学的重要目标之一。在英语写作教学中,教师要通过引导学生合作,促进学生之间的知识交流与资源共享,让他们对相同的写作题目用自己的思维进行剖析,提高学生的写作水平。  关键词:高中生;英语写作;合作方式;应用  素质教育倡导教学应以“学生发展”为本,在这种教育目标的指引下,高中英语写
期刊
期刊
作为陆地范围内最大的生态系统,森林资源中树木的新陈代谢与水息息相关。随着世界人口的增长,需水量的增加,人类各种开发活动的加剧,全球可利用水资源所面临的压力也有增无减