Zn基稀磁半导体磁性及输运性质的研究

发布时间：2021-11-13 16:38

　　稀磁半导体兼有磁性和半导体材料的性质,可以同时实现对电子电荷和自旋的调控。作为最有潜在应用价值的自旋电子学材料,稀磁半导体备受研究者的关注。本世纪初,Dietl等人从理论上预测了过渡金属掺杂ZnO和GaN宽带隙半导体材料的居里温度要高于室温。该预测重新燃起了人们对过渡金属掺杂ZnO、ZnS稀磁半导体的研究热情。稀磁半导体的磁性容易受合成方法及条件的影响,有些表现铁磁性,有些是反铁磁性,有的甚至是自旋玻璃态或顺磁性。此外,稀磁半导体的磁性来源一直存在争论。进一步阐明稀磁半导体的铁磁性机理,获得稳定的室温铁磁性是我们关注的热点。本文主要研究了Co掺杂ZnO,ZnS纳米材料的磁性及其他性质。具体内容如下:（1）我们通过化学共沉淀法成功制备了晶粒尺寸在4纳米左右的闪锌矿结构的Zn_0.97Co_0.03S超细纳米颗粒。氢气退火处理2 h后,Zn_0.97Co_0.03S的晶体结构从闪锌矿结构转变为纤锌矿结构,而且在室温下可以观察到明显的磁滞回线。结合第一性原理与相关测试,我们认为Zn_0.97C... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

自旋电子器件的技术树及其潜在应用[1]

图 1.2 各种 5%Mn 掺杂的 p 型半导体的居里温度的理论预测值[12]半导体的磁性机理究已经证实稀磁半导体可以在室温下表现出铁磁性，但其的的制备工艺息息相关。许多学者对稀磁半导体的磁性起

图 1.3 超交换作用原理图 (a)基态，(b)激发态[52]。的 M2+离子的 d 轨道上,与 p 电子相配对的 p"电子便表现出净自旋[52]。子的 p 电子波函数为哑铃形，故 p"电子的波函数便可与在同一直线上 M2+的d2电子的波函数相重叠，使两者发生交换作用[52]。之后，Goodeno

【参考文献】：
期刊论文
[1]Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism[J]. Amna Sirelkhatim,Shahrom Mahmud,Azman Seeni,Noor Haida Mohamad Kaus,Ling Chuo Ann,Siti Khadijah Mohd Bakhori,Habsah Hasan,Dasmawati Mohamad.  Nano-Micro Letters. 2015(03)
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博士论文
[1]掺杂ZnO铁磁性起源的第一性原理研究[D]. 王前进.湘潭大学 2012



本文编号：3493353