文档介绍：天津大学
硕士学位论文
Co,Cu掺杂ZnO稀磁半导体粉末的结构及磁性研究
姓名:徐志伟
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:吴萍
20090501
中文摘要稀磁半导体,牧弦话闶侵冈诨衔半导体中,由具有磁性的过渡金属离子部分地替代非磁性阳离子所形成的一类新型半导体材料。这种材料能同时利用电子的电荷和自旋两利粜裕哂杏乓斓拇性、磁光性能、磁电性能。在高密度非易失性存储器,半导体集成电路,量子计算机等众多领域有着广阔的应用前景。最近,热烁萜骄±砺墼ぱ訸基稀磁半导体材料具有铁磁性且居里温度可达到室温以上,而且魑D柑宀料在应用方面也有很多优点。因此,〈,、湎吖獾缱幽芷滓畆驼穸反徘炔馐允段对样品的结构和磁性进行了表征。通过研究发现,在所有粉末样品中的掺杂浓度比较低,一般低于ィ鳦牟粼优ǘ认喽越细撸话憧纱锏絣ァ结果显示所有的样品都没有杂相,是纤锌矿结构,这与龅慕峁窍嘁恢的。由于样品热处理时温度较高,形成的颗粒尺寸较大,但是这并没有影响样品的结构。峁允狙分蠧虲际且鄣男问酱嬖诘模虼耍强梢提供一个净磁矩,同时证明了样品中不存在团簇和团簇杂相。我们在确定没有铁磁杂相的情况下,进行了磁性测量。磁性测量结果表明掺杂的样品都具有一定的铁磁性,而且在低温时样品呈现顺磁性。在气中退火后,样品的磁性变得比退火前更加显著,因此,我们推断氧空位对磁性的起源有一定的作用。对于掺杂的样品,只有在低掺杂的情况下才具有铁磁性。由于磁性并没有随掺杂浓度增高而加强,因此,我们认为电子载流子并不是磁性产生的主要原因。结合两种情况,我们研究了和共掺拇判裕⑾諧牟羧虢档了掺奶判浴?杉膊粼佣匝返拇判曰嵊泻艽蟮挠跋臁关键词:稀磁半导体;;掺皇椅绿判
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瞥伊学位敝作者躲籀研签字隰阾月似签字日期:闖拢廴学位论文版权使用授权书独创性声明或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁盗态堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解鑫洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤盗盘堂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本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表作了明确的说明并表示了谢意。向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:导师签名:签字日期:
第一章引言稀磁半导体概述.〈虐氲继宓姆⒄贡尘第一奄引言众所周知,电子有两个内禀特性:一个是电荷,另一个是自旋。固体材料中电子的性质构成了今天信息技术的基础。信息的储存是通过利用物质中电子的自旋来完成的。如果能同时利用电子的电荷和白旋属性,无疑将会给信息技术带来崭新的面貌。自年以来,自旋电子学作为新兴的研究领域迅速引起了人们的关注。自旋电子学将电子的自旋特性引入到电输运过程中,极大地拓展了传统的电子学研究领域。如图荆捍判园氲继宓姆⒄苟孕畔⑿幸的发展有非常重要的作用。但是常见的半导体材料都不具有磁性,如:、、、、等,具有磁性的材料如:、、等及其化合物不具有半导体的性质,而且它们与半导体材料的表面势垒不能很好地相容。半导体可以通过少量突蛘逷型掺杂改变其特性,因此,人们想到了通过掺入磁性离子来获得磁性的方法,在、、然衔锇氲继逯掺杂过渡金属蛳⊥两鹗等磁性离子,由于磁性离子与半导体导带中电子的自旋交换作用甦约肮山鹗衾胱又涞淖孕换蛔饔傻贾抡饫嗖牧系拇判浴U庵滞ü糠秩〈谴判岳胱佣拇判与本征磁性有一定的区别,人们称其为“稀磁”。一般地讲,在化合物半导体中,由磁性离子部分地代替非磁性阳离子所形成的~类新型半导体材料,称之为“稀磁半导体”。稀磁半导体能够将半导体的电子的电荷和电子间的自旋耦合集中于同一种物质中,引起特殊的磁、磁光、磁电特性。因此,激起人们极大的研究兴趣。●▲丫●●●▲丫▲丫●獀▲丫▲丫▲丫一::
.〈虐氲继宓姆⒄估睹挥写锏绞导视τ靡G蟮奈露取:罄矗嗣怯职涯抗庾O蛄艘訥或等颍甐族化合物为母体材料制备的稀磁半导体【。此体系的居里温度有所第一章引言~般稀磁半导体。侵复判怨山属或稀土金属离子部分取代化合物半导体ǔN狝的阳离子,⒘康拇判岳胱拥囊耄谋淞嗽械陌氲继的微观机制。因此,使稀磁半导体在磁学、电学、光学等方面产生了很多独特的性