【摘 要】
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本文采用固相反应、真空退火和脉冲激光沉积方法制备了(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3粉末和薄膜以及(In0.92Fe0.05Sn0.03)2O3粉末,通过对样品结构和磁性的分析研究,得到以下结果:(
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本文采用固相反应、真空退火和脉冲激光沉积方法制备了(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3粉末和薄膜以及(In0.92Fe0.05Sn0.03)2O3粉末,通过对样品结构和磁性的分析研究,得到以下结果:(1)采用固相反应和真空退火方法制备了(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3粉末。结构测量表明(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3样品为立方方铁锰矿In2O3结构,没有出现任何Fe团簇及其氧化物的衍射峰。在不同烧结温度下制备的(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3粉末其磁性较小并且和烧结温度有关,随着烧结温度的升高,样品的磁性先增大后减小;而真空退火后样品的磁性明显增大,并且随着退火温度的升高其磁性增强。这可能是由于真空退火增加了样品中的氧空位,从而使磁性增强。空气-真空反复退火实验进一步证明了(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3粉末的铁磁性与氧空位密切相关,氧空位越多磁性越大。(2)采用脉冲激光沉积方法在不同基片温度(450℃～700℃)和氧气分压(5×10-3-100mTorr)下制备了(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3薄膜。结构测量表明(In0.92Fe0.05Cu0.03)2O3薄膜为均匀的单相立方方铁锰矿In2O3结构,以In2O3(222)择优取向生长;样品的铁磁性与基片温度和氧气分压密切相关,随着基片温度的升高,样品的磁性先增大后减小,在600℃时样品的饱和磁矩最大;而氧气压的增大使样品的铁磁性迅速减小,说明样品的铁磁性和氧空位有关。(3)采用固相反应和真空退火技术制备了(In0.92Fe0.05Sn0.03)2O3粉末。结构测量结果表明在(In0.92Fe0.05Sn0.03)2O3样品中没有出现任何Fe金属团簇和Fe的氧化物二次相。磁性测量结果表明Sn的掺入没有使样品的铁磁性增强,而真空退火使样品的铁磁性明显增大,这就更进一步说明样品的铁磁性和氧空位密切相关。总之,我们用不同实验方法在不同条件下制备了In2O3基稀磁半导体,通过对其结构和磁性的研究,发现样品的铁磁性和氧空位密切相关,其磁性来源机制符合束缚磁极子模型。
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