Zn1-xCrxO稀磁半导体薄膜的制备及磁性研究

采用磁控交替溅射方法和真空退火处理制备了Zn1-xCrxO薄膜,利用全自动X射线衍射仪和物理性质测量仪对样品的结构、晶粒尺寸及磁性等进行了测量和标度,得到了具有室温磁性的掺Cr的氧化锌基稀磁半导体.     

Co掺杂ZnO稀磁半导体的微观结构与磁学性质

用溶胶-凝胶方法制备了具有单一纤锌矿结构的Co掺杂ZnO稀磁半导体粉末样品.通过对样品的结构、元素价态、电学和磁学性质的分析,研究了样品室温铁磁性来源.研究结果表明,2次烧结的样品比1次烧结样品的磁化强度明显增强;观测到的铁磁性与ZnO本征缺陷(Zn空位)有关,铁磁性起源于局域化受主(Zn空位)之间的交换相互作用.     

III-V稀磁半导体研究进展

低温分子束外延技术的应用，使高浓度掺杂的Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体得以成功制备，与现代半导体器件兼容．本概要地回顾了磁性半导体的发展历史，介绍了目前的实验，应用及理论进展．     

Ni掺杂Fe：In2O3稀磁半导体的结构和磁性能

采用高温固相反应法制备出了（In0.9-xFe0.1Nix）2O3（x=0～0.03）。使用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、振动样品磁强计（VSM）分析了样品的微结构和室温下的磁性能。结果表明：不同烧结温度下（970°～1100°）对于0≤x≤0.02时,样品均为单相,晶格常数随x变大而降低,在x=0.02时取得最大饱和磁化强度Ms=1.267emu/g（T=300K）。x=0.03时有杂质相析出。对于Fe：In2O3体系无Ni掺杂时表现为顺磁,Ni掺杂后样品为室温铁磁性。结果表明：样品室温铁磁性与载流子浓度和磁性离子的引入有关。     

ZnO基稀磁半导体的研究进展

现在的信息技术主要利用电子的电荷自由度去处理和传输信息,利用电子的自旋自由度去存储信息.而稀磁半导体同时利用了电子的电荷属性和自旋属性进行信息处理和存储,使其成为了一类新型的半导体.稀磁半导体具有很多特殊的性质,在高密度存储器、半导体集成电路、半导体激光器和量子计算机等领域将会有广阔的应用前景.本文主要介绍了近年来世界各国研究小组采用不同方法合成的ZnO基稀磁半导体,对其磁性进行了系统研究,分析了铁磁性产生的机理.     

ZnO基稀磁半导体薄膜性能研究进展

目前研究磁性半导体的主要方法是对半导体进行过渡金属元素(Mn,Co,Fe)掺杂,使之具备半导体和磁性材料的综合特性,在材料科学和未来自旋电子器件领域具有广阔的应用前景。本文对近几年来过渡金属离子掺杂的ZnO薄膜材料磁性能的研究进展作一综述。     

N掺杂SiC薄膜的制备及磁有序

采用磁控溅射技术制备了N掺杂SiC薄膜,利用X线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、物理特性测试系统对薄膜成分、结构、磁性进行了表征.结果表明,N掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,N掺杂含量对薄膜的室温铁磁性具有很大的影响,薄膜室温铁磁性可能是由于N替代C来控制Si空位缺陷的电荷态和自旋极化产生的.     

Ni_(1-x)Mn_xO稀磁半导体的磁性研究

通过X射线吸收近边结构(XANES)、超导量子干涉仪和第一性原理计算研究了脉冲激光沉积法(PLD)制备的Ni1-xMnxO(0.01≤x≤0.05)薄膜的微观结构和磁学性质.X射线吸收近边结构表明,当x≤0.03时,掺杂的Mn替代了NiO晶格中的Ni原子,并且以混合价态(+2/+3)的形式存在.当x0.03时,掺杂的部分Mn离子形成了类Mn2O3杂相.磁性测量表明,随着Mn含量从0.01增加到0.03,Ni1-xMnxO薄膜的饱和磁矩从0.3μB/Mn增加到了0.45μB/Mn.基于第一性原理计算,我们提出Mn3+离子之间通过Ni空位表现出了铁磁性耦合,Mn2+离子之间则通过超交换作用表现出了反铁磁耦合.     

Fe掺杂ZnO稀磁半导体的结构与磁性

以Fe(NO₃)₃·9H₂O与Zn(NO₃)₂·6H₂O为原料, 与适量的柠檬酸配制成溶液, 采用溶胶\|凝胶(so|-gel)法合成干凝胶前驱体, 将前驱体在空气及氩气气氛中烧结得到Zn_1-xFe_xO样品, 并用X射线衍射（XRD)、 透射电子显微镜（TEM）、 X射线光电子能谱（XPS）和振动样品磁强计（VSM）对所制备样品的结构和磁性进行研究. 结果表明, 在氩气中烧结时, Fe在ZnO中的掺杂摩尔分数小于4％,  在空气中烧结时, Fe在ZnO中的掺杂摩尔分数约为10％, 在两种气氛下制备相同掺杂摩尔分数样品的磁性不同, 是由于Fe在样品中所处的价态不同, 从而影响了样品的结构及磁性.      

稀磁半导体Zn1-xNixO的制备、结构和磁性

用溶胶凝胶法合成Zn1-xNixO(x=0.03,0.05,0.10)系列化合物,利用X-射线衍射、磁强计对该系列化合物进行了结构和磁性表征.结果表明一定量的Ni离子进入ZnO的晶格中,形成稳定的纤锌矿型固溶体,空间群为P63 mc,晶胞参数随Ni掺入量稍有变化.该系列化合物表现为铁磁性,其居里-外斯温度随其成分稍有变化,并且表现出磁性离子的轨道磁矩并未完全淬灭.     

IV-VI族稀磁半导体的磁化理论

简单介绍了IV-VI族稀磁半导体的特性。IV-VI族稀磁半导体的自发磁化、矫顽力和居里温度等性质可由载流子浓度调节。对制造技术导致的缺陷反应迟钝用常规制备方法就可以制备IV-VI族稀磁半导体。作为一种磁离子和载流子能被分别导入和控制的稀磁半导体,IV-VI族稀磁半导体有利于研究稀磁半导体中的铁磁特性。给出了IV-VI族稀磁半导体由独立磁离子杂质、相邻杂质相互作用、晶格反磁性和载流子自旋密度四部分作用组成的总磁化强度的各部分的数学表达式。     

稀土元素Gd掺杂氮化物半导体在自旋电子器件中的应用

本研究利用分子束外延的方法生长了Gd掺杂氮化物半导体。根据X线衍射和XAFS测定未有发现第二相的析出。观察到了来自InGdGaN的光致发光,发光峰随着InN的摩尔份数的变化而变化。这些材料在室温明显地观测到了磁滞曲线。Si共掺杂的GaGdN超晶格显示出了超大的磁矩,其原因可归于载流子诱发铁磁。最后,说明了这一材料在自旋发光二极管中的应用。     

过渡金属掺杂ZnO基稀磁半导体的研究进展

简要介绍了ZnO基稀磁半导体（DMSs）材料的最新研究进展,指出了该领域的研究热点和存在的问题,提出了可能的解决方案,并在此基础上对DMSs的潜在应用前景进行了论述。     

掺杂Li对MnxCu1-xO稀磁半导体电学性质的影响

系统地研究了Li掺杂MnxCu1-xO稀磁半导体样品的制备。采用固相反应法,通过改变掺杂浓度、制备工艺等方法获取不同的样品,通过比较、拟合Nyquist图,找出最佳的掺杂方法,并利用交流阻抗谱法分析样品的结构及其电学性质。     

FeNiN薄膜的制备及结构与磁性分析

为了提高 Fe Ni化合物的饱和磁化强度 ,采用离子束辅助溅射沉积的方法对 Fe Ni薄膜进行掺氮 (N)的研究。实验中发现 ,掺氮后所生成的 Fe Ni N薄膜在结构上同 Fe Ni合金有相似之处 :N不与 Ni化合 ;在小掺镍量下 Ni以替代方式存在于薄膜中 ,在大的掺镍量下 Fe Ni N薄膜将有特定的相变发生。在磁性方面 ,得到了饱和磁化强度为 2 .0 T的Fe Ni N薄膜。     

用于FBAR的C轴取向AlN压电薄膜的研制

用射频（RF）反应磁控溅射法,在硅基片上制备出了具有较低表面粗糙度、C轴择优取向的AlN压电薄膜.讨论了溅射功率对AlN压电薄膜结构和形貌的影响、氮气含量对AlN压电薄膜成分的影响以及低温退火对薄膜表面粗糙度的影响.XRD和SEM结果表明：随溅射功率增大,AlN压电薄膜C轴择优取向增强;当功率为350W时,AlN压电薄膜（002）面摇摆曲线半高宽为4.5°,薄膜表现出明显的柱状结构.EDS成分分析表明：随氮气含量的提高,AlN压电薄膜的元素比接近于化学计量比.低温退火工艺的引入将薄膜表面的均方根粗糙度由4.8nm降低到2.26nm.     

柔性压阻碳复合膜的制备及其特性

为研究柔性力敏传感器,以碳纳米粉为导电相,硅橡胶和有机树脂为绝缘相,在聚酰亚胺基底材料上制备了一种新型的柔性碳复合膜,其金属电极和引线用MEMS工艺制备。实验研究表明:在0～1MPa范围内这种碳复合膜的导电特性随正向应变发生显著变化;在0～0.7MPa范围内表现近似线性的压阻关系,并具有良好的温度稳定性。用这种碳复合膜制备的力敏元件不受被测物体表面形状的限制,可以被广泛应用于各种规则和不规则曲面的挤压应力测量。     

CoS2/魔芋纳米复合膜的制备及磁性研究

在魔芋稀溶液中合成了二硫化钴纳米晶,制备了二硫化钴/魔芋纳米复合膜,并对该纳米复合膜的磁性进行了研究.     

C轴倾斜AlN薄膜的制备研究

采用射频磁控反应溅射,利用两步气压法在Pt电极上制备C轴倾斜的AlN压电薄膜.用X射线衍射仪(XRD)分析两步气压下制备的AlN薄膜的择优取向,用扫描电镜(SEM)观察薄膜的截面形貌.实验结果表明在优化工艺参数条件下制备的AlN薄膜为C轴倾斜的柱状晶,且柱状晶与C轴的倾斜角度达到5°.并且初步探讨两步气压法制备C轴倾斜...