流变相反应法合成Zn_(1-x)Co_xO室温稀磁半导体

利用流变相反应法制备得到Zn1-xCoxO(x=0.02、0.04、0.06、0.08)稀磁半导体材料。X射线衍射分析,发现Co的掺杂并未改变ZnO的纤锌矿结构,并没有杂质相的生成,衍射峰的峰位随着Co掺杂向高角度移动,Co已进入ZnO晶格。电镜及吸收光谱进一步表明样品中没有第二相的出现,Co2+成功掺入ZnO晶格。采用超导量子干涉磁强仪测量Zn0.96Co0.04O的磁性,样品在300K存在明显的磁饱和现象和磁滞回线,表明具有室温下铁磁性,其磁性来源可以用束缚磁极化子(BMPs)模型解释。     

锌掺杂钴铁氧体:硬磁→软磁

采用共沉淀法制备了不同Zn2+掺杂量的Co1-xZnxFe2O4,研究了Zn2+掺杂量对其结构和磁性的影响。X射线衍射测试表明Co1-xZnxFe2O4成相良好,结晶随烧结温度增加而愈加完善。经400℃热处理2h的Co0.7Zn0.3Fe2O4晶粒尺寸由谢乐公式计算为8.57nm。利用振动样品磁强计研究其静态磁性,结果表明,Zn2+掺杂量对Co1-xZnxFe2O4磁性有显著影响,Zn2+含量越高矫顽力越低,同时饱和磁化强度越大,当x=0.3时,矫顽力仅为1352.82A/m,磁化强度为42A.m2/kg,实现了CoFe2O4从硬磁性到软磁性的转变,可作为潜在的高频软磁材料。     

Bi2Te3纳米结构的制备、磁性掺杂和结构表征

通过液相法制备Bi2Te3纳米管,设计并优化了Co离子的掺磁方案。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外光谱和能量色散X射线光谱对制备的样品进行了结构表征。实验结果表明,液相法可制备出晶相良好的Bi2Te3纳米管、Co离子均匀掺杂的Bi2Te3纳米结构样品。     

Co掺杂CuAlO2粉体磁性的讨论

利用固态反应法合成了纯相的CuAlO2和过渡金属元素Co掺杂的CuAlO2样品。通过X射线衍射仪分析可知:未掺杂样品和1%(摩尔分数)Co掺杂的样品都是单相,其中没有CuO等杂相存在,而掺杂浓度分别为5%、10%和20%的样品中都出现了CuAlO2以外的杂相,这表明Co在CuAlO2粉体样品中的杂质固溶度一般低于5%。综合物性测试系统测得的与磁性有关数据表明:未掺杂及Co掺杂(1%)的纯相CuAlO2样品只具有顺磁性,而多相的Co掺杂样品从5～300K都没有表现出如第一性原理理论所预言的铁磁性,这说明样品中所掺入的Co离子只是具有局域磁矩的顺磁杂质中心,并不能形成长程的铁磁序,进一步表明基于第一性原理的理论计算可能高估了过渡金属磁性杂质在氧化物半导体这种关联体系中的铁磁耦合作用。     

Co掺杂对自蔓延-热处理制备β-FeSi_2的影响

采用自蔓延-热处理工艺制备Co掺杂热电材料β-FeSi_2,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析Co含量对自蔓延高温合成产物及其热处理后的相组成及微观组织的影响,并测试了产物的电阻率。结果表明,掺杂Co对自蔓延高温合成球状共晶产物的相组成没有影响;对合成产物进一步热处理后,随着Co掺量的增加,样品中β-FeSi_2的衍射峰强度逐渐增强,但当Co添加量为0.08%时,有CoSi_2生成;对比掺杂与未掺杂Co试样的电阻率,发现前者电阻率有显著的降低,随着Co掺量的增加,在相同温度下,样品的电阻率先降低后升高,且Co添加量为0.05%时,样品纯度最高,电阻率最低。     

多铁性材料Bi_(0.95)R_(0.05)(Fe_(0.95)Co_(0.05))O_3(R=La,Eu,Ho)的磁性及XAFS研究

利用溶胶-凝胶法成功制备双元素共掺杂Bi0.95R0.05(Fe0.95Co0.05)O3(R=La,Eu,Ho)系列样品。X射线衍射实验数据表明:Eu离子掺杂使得BiFeO3材料的晶体结构发生了变化。振动样品磁强计测量的样品磁性数据显示:La、Eu、Ho离子分别与Co离子共掺杂,能够提高样品铁磁性,而且Bi0.95Eu0.05(Fe0.95Co0.05)O3样品的铁磁性行为最明显。同步辐射X射线吸收精细结构实验结果说明:Eu离子掺杂改变了Fe原子的局域结构,使得Fe-O键长增加,影响了Fe3+-O-Co3+双交换作用,进而引起样品磁性的增强。     

退火对sol-gel法制备的Zn0.88Co0.12O薄膜结构和磁性的影响

在玻璃衬底上用sol-gel方法制备了具有室温铁磁性的Zn0.88Co0.12O薄膜,X射线衍射(XRD)和紫外可见透射谱(UV-vis)证明Co2 替代Zn2 掺入了ZnO的晶格中.随退火温度的升高,光致发光谱(PL)中紫外发光峰增强,缺陷相关的可见光辐射减弱.用振动样品磁强计(VSM)对其磁性进行了表征.分析表明,薄膜室温铁磁性源于替位的Co离子,而非形成了第二相,其磁性强弱与退火处理制度有关,取决于替位的Co2 和缺陷引起的载流子之间的耦合程度.     

Tb掺杂对BiFeO3粉晶结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Tb掺杂的BiFeO3粉晶,其掺杂浓度为0≤x≤0.2,分别用X射线衍射仪、Ra-man散射仪和综合物性测量系统对Bi1-xTbxFeO3粉晶样品的结构、Raman活性振动模式和磁性进行了测量和分析。实验结果表明:当Tb掺杂量x在0.10～0.125时,母体BiFeO3的结构由菱形R3c相变为正交Pnma相,同时伴随着铁电-顺电相的变化。另外,随着掺杂浓度的增大,Bi1-xTbxFeO3的磁性逐渐增强,并且在铁电-顺电相相变边界处(x=0.10),剩余磁化强度Mr达到最大值0.223emu/g,约为纯相BiFeO3的8倍。随着Tb掺杂量进一步增大(x≥0.125),样品的剩余磁化强度开始逐渐减小,其原因是在正交相的样品中磁矩逐渐形成了很好的反平行排列。     

硼掺杂对碳纳米管形貌和磁性能的影响

以碳纳米管为原料,利用真空封管技术在高温下用硼粉对碳纳米管进行掺杂处理,获得了碳化硼纳米管(纤维).利用透射电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和磁性测试设备对样品的形貌、结构、组分和磁性能进行了表征.结果表明,掺硼后的碳纳米管(纤维)不仅在形貌上有很大改变,而且其磁性能也有了很大的改变.     

Sol-gel法制备CoxFe3-xO4薄膜的结构磁性及温度特性

采用溶胶一凝胶旋转包覆法在SiO2衬底上制备了CoxFe3-xO4(x=0.2～0.8)钴铁氧体薄膜.样品的磁性、结构及表面形貌分别采用振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)进行测量与分析,并对Co0.8Fe2.2O4薄膜进行了高温结构和磁性原位测量.室温测量结果表明,随Co2 含量增加,样品中的尖晶石相衍射峰逐渐增强,至x=0.8时样品形成单一的尖晶石结构,同时获得较高的磁性,矫顽力达到1.56×105A/m,并且薄膜的晶粒得到细化.高温原位测量结果表明,在500 ℃高温下样品的线膨胀系数为1.3×10-5K-1,表明Co0.8Fe2.2O4薄膜结构具有良好的热稳定性.