Co掺杂ZnO基稀磁半导体材料磁性研究进展

ZnO基稀磁半导体是目前研究的热门课题,其中关于Co掺杂ZnO的磁性研究有很多报道。本文对不同方法及条件制备的Co掺杂ZnO基稀磁半导体的磁性和相应机理进行了归纳总结,分析发现铁磁性可能源于载流子调制、晶格中的氧空位、杂质相、交换作用等。     

ZnO基稀磁半导体紫外探测器的研究

提出了一种ZnO基稀磁半导体ZnCoMnO紫外探测器的设计方案,应用MSM结构光电探测器相对光谱响应的理论公式,分析了器件的性能,对于新型紫外探测器的研制提供一种可能的参考。     

Mn掺杂ZnO基稀磁半导体材料磁性研究进展

ZnO基稀磁半导体是目前研究的热门课题,其中关于Mn掺杂ZnO的磁性研究有很多报道。文章对不同方法及条件制备的Mn掺杂以及Mn与其它元素共掺杂ZnO基稀磁半导体的磁性和相应机理进行了整理和归纳。总结发现,铁磁性可能源于样品的内禀性、晶格中Zn替代、缺陷、裁流子调制等。     

ZnO基过渡金属掺杂的磁性来源

由于稀磁半导体(DMS)潜在的应用前景,近年来许多研究小组开始了对过渡金属(TM)掺杂ZnO形成稀磁半导体的研究。综述了TM掺杂ZnO的磁性起源的三种理论解释,并且调研了几种不同的TM掺杂对ZnO薄膜结构和性能的影响,特别是对磁学性质的影响。     

Mn掺杂GaAs稀磁半导体的第一性原理研究

稀磁半导体因兼有半导体及金属共同特性,在电子器件和磁性方面有着广泛应用.因此,无论从理论还是应用上研究稀磁半导体都具有重要意义.本文基于第一性原理计算研究了Mn掺杂GaAs稀磁半导体的稳定结构、磁序特点、磁性来源及电子结构.首先,计算研究了GaAs的电子结构,证实其半导体特点;其次,研究发现了铁磁(FM)构型为Mn掺杂的GaAs体系的最稳定构型,并且基于该稳定构型进一步研究发现Mn掺杂GaAs的磁性主要来源于Mn原子;最后,研究发现Mn掺杂GaAs体系的电子结构具有稀磁半导体特性,并基于此展望了Mn掺杂GaAs稀磁半导体的应用前景.     

电弧法合成室温铁磁性AlN稀磁半导体粉体

以高纯Al粉和N2为原料,采用电弧法在原位成功合成微米球状室温铁磁性Al N稀磁半导体粉体。X-射线衍射仪(XRD)测试表明,Al N粉体为六方纤锌矿结构;扫描电子显微镜(SEM)显示Al N粉体微米片平均尺寸在2~40μm,微米球平均尺寸在3~30μm;电子能量散射谱(EDS)表明,Al N粉体由Al和N元素组成,且N不足;光致发光谱(PL)测试表明,Al N粉体发光主要由N空位和本征缺陷等引起的发光峰;振动样品磁强计(VSM)测试表明Al N粉体具有室温铁磁性,饱和磁化强度和矫顽力分别为130.0 A/m和13.68 k A/m。在950°C氨气气氛下退火8 h后,饱和磁化强度和矫顽力分别为48.6 A/m和8.536 k A/m。缺陷在引起Al N稀磁半导体粉体的铁磁性上扮演着重要的角色。     

正电子湮没技术在稀磁半导体中的应用

稀磁半导体材料可以同时利用电子的电荷属性和自旋属性,这使其成为了一个研究的热点。但是,针对它们的室温铁磁性的起源仍然存在较大的争议。文章通过介绍正电子湮没技术及其在表征材料缺陷中的独特应用,讨论了正电子湮没技术在研究氧化物稀磁性半导体室温铁磁性起源中的独特优势。     

稀磁半导体GaMnAs的物理性质研究

利用低温分子束外延技术制备高质量的GaMnAs薄膜,通过XRD对样品进行分析,从实验和理论上分析生长条件、退火条件对薄膜缺陷及薄膜性能的影响.尤其是分析系统的研究间隙位Mn原子与As反位原子缺陷的变化,从而深入理解掺杂原子的周围结构与磁性之间的关系,为下一步制备自旋器件提供高载流子浓度、高居里温度的（Ga,Mn）As材料提供了可能性.     

稀磁半导体CdS:CO2+光学吸收谱的理论计算

通过对过渡族自由离子CO2+光谱的实验值进行半经验的拟合,得到了它的3d电子波函数,并利用晶体场理论,计算了CdSCO2+的光学吸收谱,计算结果与实验值吻合很好.     

温度对Mn掺杂ZnO薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射法在不同衬底温度下沉积了一系列ZnO和ZnO∶ Mn薄膜.结合X射线衍射谱和扫描电子显微镜,分析了不同温度条件下的ZnO和ZnO∶ Mn薄膜的结构特性.结果显示:ZnO和ZnO∶Mn薄膜均呈现出显著的(002)定向生长特征,与ZnO的(002)衍射峰相比,相应条件下生长的ZnO∶ Mn(002)衍射峰均向小角度偏移,这主要是由于大离子半径的Mn2+替代了Zn2+的结果.同时随着衬底温度的升高,薄膜形貌得到明显改善,晶粒尺寸呈现减小趋势.     

（La,A）（Zn,Mn）SbO（A=Ca，Sr，Ba）稀磁半导体的制备与研究

通过LaZnSbO在La3+的位置用A=Ca2+, Sr2+, Ba2+进行变价替换引入P型载流子,使用Mn2+替换Zn2+引入自旋,可使ZrCuSiAs结构单相(La,A)(Zn,Mn)SbO (A=Ca, Sr, Ba)同时兼具半导体和铁磁性能,居里温度可达到40 K。居里温度以下呈现类似玻璃磁性的磁性特征,(La0.95Ca0.05)(Zn0.9Mn0.1)SbO的翻转时间(τ*)和动态临界指数(zγ)分别为：τ*=2.64×10-7s, zγ=1.91。     

磁性材料居里温度的观察与测量研究

介绍了一种观察磁性材料居里温度的实验方法。同时利用RL交流电桥测量了磁性材料的居里温度,并讨论了工作频率和工作电压的变化对测量结果的影响。     

稀磁半导体CdS:CO~(2+)光学吸收谱的理论计算

通过对过渡族自由离子ＣＯ２＋光谱的实验值进行半经验的拟合，得到了它的３ｄ电子波函数，并利用晶体场理论，计算了 ＣｄＳ： ＣＯ２＋的光学吸收谱， 计算结果与实验值吻合很好。     

退火温度对Ce掺杂ZnO薄膜光学特性影响的研究

采用溶胶凝胶(sol-gel)法,在普通载玻片和Si-SiO2衬底上成功制备Ce掺杂ZnO薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)及光致荧光光谱(PL)对样品的结构、形貌和光学特性进行表征.XRD谱表明大部分样品都有较好的c轴择优取向,而且随着退火温度的升高择优取向明显改善.PL谱中在390nm附近可观察到明显发光峰,退火温度升高能够提高本征发光峰强度,抑制可见光区发光强度.用AFM观察到的样品表面形貌表明,退火温度提高使样品表面更加平整,同时粒径变大.     

不同退火温度下ZnO薄膜结构及光学特性的表征

采用溶胶凝胶(sol-gel)法,在普通载玻片上成功制备ZnO薄膜,对于不同退火温度样品采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见分光光度计(UVS)及光致荧光光谱(PL)对样品的结构、形貌和光学特性进行表征.XRD谱表明在300℃、400℃、500℃退火处理的样品都有较好的c轴择优取向,而且随着退火温度的升高择优取向明显改善.透射谱中能观察到明显的ZnO吸收边.用AFM观察到的样品表面形貌表明,退火温度提高使样品表面更加平整,同时粒径变大.PL谱中在380nm附近可观察到明显发光峰.     

[Ag／CoPt]n／Ag薄膜的结构和磁性

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了[Ag/CoPt]n/Ag薄膜,并在600℃退火30min.结果表明,Ag掺杂厚度(x)对CoPt薄膜的结构和磁性影响很大.当Ag层厚度为0.5nm时,薄膜的垂直取向程度最高,其垂直矫顽力高达8.68×105A.m-1,而平行矫顽力仅为0.54×105A.m-1.适当厚度的Ag不仅有利于薄膜的垂直取向,而且能降低晶粒间的交换耦合作用.