文档介绍：河北师范大学
硕士学位论文
ZnO基稀磁半导体的结构、磁学和输运性质研究
姓名:卫燕燕
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:侯登录
20090408
摘要次烧结会增加盈空位苤的数目。由湎呓呶战峁的吸收峰向高能方向的移动也证实了再烧结样品中存在更多的盈空位,也就存在更多的受主。因近年来,稀磁半导体,简称为因表现出独特的磁有序现象而备受人们关注,对其独特磁性的理解涉及到很多的基础性物理问题。同时,这些独特的磁性蕴涵着巨大的潜在应用前景,而能否获得较高的居里温度关于稀磁半导体的铁磁性起源仍存在很大争议,实验结果多样,甚至互相矛盾。一些研究表明在过渡金属掺杂的屑觳獾降奶判允粲谕獠刻匦裕蠢醋杂诖判酝簇或第二相;而另一些研究组却宣称不存在磁性团簇或第二相,认为铁磁性是身的特性。本文在大量工艺探索的基础上采用溶胶凝胶方法制备了掺杂〈虐氲继宸末样品,结合样品的结构分析、元素价态,磁性和电学性质测试,对样品的室温磁性来源进行了探讨和分析。首先,探索出能够制备出具有单一纤锌矿结构具有室温铁磁性的掺杂磁半导体粉末样品的工艺。实验表明二次烧结的样品比一次烧结样品的磁化强度大,由的高电阻率,不能够利用自由载流子诱导机制来解释铁磁性的起源,研究结果表明铁磁性起源于局域化的受主之间的相互交换作用,因为二磁性和菊魅毕軿瘴坏囊胗泄兀琙的铁磁性是其本质属性。在掺杂〈虐氲继宸勰┭返难芯炕∩希徊窖芯苛斯膊粼印6怨掺杂勰┭方峁梗判阅苡氲缧阅芙辛耸笛檠芯俊=峁狗治霰砻鞴膊粼硬⒚有改变窍诵靠蠼峁梗挥泄鄄獾皆酉喾濉T贑珻膊粼拥奶逑抵校獾缱能谱得鰿胱邮郏缪葑攀苤鞯慕巧ǎ判圆饬克得鞅ズ痛呕慷人着离子的增加而逐渐增加而且电阻测试发现掺入离子后,样品的电阻率增加,这是由于价离子处于受主能级,补偿了制备的样品中由于填隙产生的电子,巡游电子数目减少,位置处的缺陷数目增加,离子之间耦合交换作用增强,从而是τ玫墓丶于所制备的样品具有大约为在样品中受主处于局域化状态,因此观测到的电阻率很大。因此可以推断观测到的铁使样品的磁化强度增加
在,灿共掺杂的体系中,磁性测试表明离子的掺入使样品的饱和磁化强度减小,电阻测试发现掺入舢离子后,随着舢离子浓度的增加,样品电阻率急剧减小。其原因是,离子是价,在体系中充当施主的角色,离子的加入使得体系中巡游电子的数目增加。当舢离子浓度增加的时候,受主的数目相对减小,离子之间的相互交换作用减小,样品的铁磁性减弱。关键词:稀磁半导体膊粼邮椅绿判
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穆娣指导教师┟捍醮C艿难宦畚脑凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书本人所提交的学位论文基稀磁半导体的结构、磁学和输运性质研究》,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中标明。本声明的法律后果由本人承担。指导教师确认┟:本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。论文作者┟:年月日年月Ⅱ
度。计算结果表明竞蚙的居里温度高于室温,如图所示。这个理论结兴学科,即自旋电子学み蟟捌。髀稀磁半导体的概述性半导体材料的研究兴趣,而且带动了新兴的学科领域一半导体自旋电子学的发展当代和未来是信息技术主宰的社会,信息的传输、处理和存储需要空前的速度和规模。以半导体材料为主体的大规模集成电路和高频率电子器件在信息处理和传输中扮演着重要的角色,在这些技术中它们极大的利用了半导体芯片中电子的电荷属性;而信息技术中另一个不可缺少的方面:信息存储绱糯⒐馀獭⒂才痰则是由磁性材料来完成的,它们极大地利用了电子的自旋属性。然而人们对于电子电荷与自旋属性的研究和应用是平行发展的,彼此之间相互独立。人们有一个想法:如果能在同一种材料中同时利用电子的电荷和自旋两个自由度,构造出集磁、电于一体的半导体器件,无疑将会给信息技术带来崭新的面貌,稀磁半导体就可以实现上述功能,并且由此产生了新.〈虐氲继宓母拍K侵阜谴判园氲继宀牧匣逯幸肷倭看判怨勺褰鹗衾胱踊蛳⊥金属离子使其获得铁磁性的一类信息功能材料;这些磁性金属离子部分地替代半导体晶格中部分阳离子所形成的一种半导体材料,这种替代是无序的。稀磁半导体具有一个独特而重要的特点:过渡金属离子的电子与导带的类价带的类缱蛹浯嬖谇康淖孕蛔孕嗷ソ换蛔饔亦称交换作用〈虐氲继耦合相互作用,人们通常通过改变磁性杂