1 汉中职业技术学院 机电工程系, 汉中 723000
2 陕西理工学院 物理与电信工程学院, 汉中 723000
为了研究稀磁半导体Zn0.95-xBe0.05MnxSe (x分别为0.05,0.10,0.15,0.20)随温度变化的光学特性, 采用电场调制反射光谱、表面光电压光谱及光激发荧光光谱等测量技术, 进行了理论分析与实验验证, 取得了一系列数据。结果表明, 除x=0.1的样品外, 其它样品的能隙会随Mn掺杂摩尔分数的增加而增大, 这是由价带和导电中的电子和Mn中的d层电子彼此交换的相互作用产生的微小位移所致;温度升高时跃迁信号会向低能量方向移动, 则是晶格-声子散射效应增加所致。
光谱学 光学特性 电场调制反射光谱 表面光电压光谱 激发荧光光谱 稀磁半导体 硒化锌铍锰 温度 spectroscopy optical property electric field modulation reflectance spectroscopy surface photo-voltage spectroscopy photoluminescence excitation spectroscopy diluted magnetic semiconductor Zn0.95-xBe0.05MnxSe temperature
深圳大学材料学院 深圳市特种功能材料重点实验室， 广东 深圳 518060
利用磁控溅射法，采用亚分子分层掺杂技术交替溅射Co靶和ZnO靶，在Si衬底上制备了不同氢氩流量比的H∶ZCO薄膜样品，研究了氢氩流量比对薄膜结构特性和磁学性能的影响。所制备的薄膜样品具有c轴择优取向。由于H对表面和界面处悬挂键的钝化作用，随H2流量比的增加，薄膜的择优取向变差。磁性测量结果显示，薄膜样品的铁磁性随着氢氩流量比的增大而增强。XPS结果表明，随着H含量的增大，金属态Co团簇的相对含量逐渐增加，而氧化态Co离子的相对含量逐渐减小。H∶ZCO样品中的铁磁性可能来源于Co金属团簇，H的掺入促使ZnO中的Co离子还原成Co金属团簇，从而增强了薄膜样品的室温铁磁性。
磁控溅射法 ZnCoO稀磁半导体 H掺杂 Co金属团簇 magnetron sputtering method ZnCoO diluted magnetic semiconductor H doping Co metal clusters
1 中国科学院 上海硅酸盐研究所， 上海200050
2 中国科学院 研究生院， 北京100039
采用电感耦合等离子体增强物理气相沉积法制备了(Cu,Al)掺杂ZnO薄膜，超导量子干涉磁强计测试结果表明，薄膜具有室温的铁磁性。采用激光共聚焦拉曼(Raman)光谱研究了(Cu,Al)掺杂ZnO薄膜的表面特性，以两种处理方式对薄膜进行了Raman光谱测试：共聚焦模式从薄膜表面开始至不同深度处进行测试；对薄膜样品进行预处理加工，采用面扫描模式在薄膜平面对(Cu,Al)掺杂ZnO薄膜的斜面进行测试。分析了Raman光谱A1(LO)峰的中心位置和强度变化，结果表明，界面处晶格应力和缺陷明显增强。这些晶格畸变和点缺陷的存在会对体系的铁磁性有促进作用。
稀磁半导体 界面 拉曼光谱 ZnO ZnO diluted magnetic semiconductor interface Raman spectrum
吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室, 四平 136000
以钛酸丁酯、六水硝酸钴等为原料, 采用溶胶凝胶法合成Ti1-xCoxO2干凝胶前驱体, 将前驱体在500℃空气氛围下进行退火处理, 得到一系列Ti1-xCoxO2纳米颗粒样品。采用差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)和振动样品磁场计(VSM)对样品的结构和磁性进行研究。结果表明, 经500℃退火温度处理后, 样品为锐钛矿结构。当Co离子含量超过5%时, 样品开始析出杂相CoTiO3。Co掺杂量对样品的磁性也有影响, 当x≤0.050时, 样品在中心区域均出现明显的磁滞现象, 并且样品的磁性随着Co掺杂量的增多而增强。当x>0.050, 样品的磁性变成顺磁性。
溶胶凝胶 稀磁半导体 Co掺杂 sol-gel diluted magnetic semiconductor Co-doped TiO2 TiO2
吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室, 四平 136000
采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Fe掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒, 在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理。通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度。研究发现: 退火温度450℃和500℃时样品为锐钛矿结构, 在600℃时既有锐钛矿相, 又有金红石相, 当退火温度为700℃时, 样品转变成金红石结构。使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能, 当退火温度为450℃、500℃、700℃时, 我们得到了具有室温铁磁性的Ti0.95Fe0.05O2纳米颗粒。
溶胶凝胶 稀磁半导体 Fe掺杂 sol-gel diluted magnetic semiconductor Fe-doped TiO2 TiO2
采用溶胶凝胶法制备了稀磁半导体Ti1-xFexO2(x=0～0.050) 的纳米颗粒, 在氩气氛围中以500℃对样品进行退火处理,并通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度。使用振动样品磁场计(VSM)测试了样品的磁性能。研究发现: 经500℃氩气氛围下退火处理后, 样品均为锐钛矿结构, 并且随掺杂量增加晶粒尺寸减小。VSM测试结果表明, 样品在中心区域均出现明显的磁滞现象。
溶胶凝胶法 稀磁半导体 Fe掺杂 sol-gel diluted magnetic semiconductor Fe-doped TiO2 TiO2
内蒙古大学物理科学与技术学院, 内蒙古 呼和浩特 010021
采用转移矩阵法和Airy函数, 研究了ZnSe/ZnMnSe/ZnSe/ZnBeSe/ZnSe/ZnBeSe/ZnSe异质结构的自旋极化输运。在外加偏压和磁场对电子透射系数和自旋极化率的影响方面, 所得到的结论显现出复杂而有趣的特性。 磁场对自旋向上和向下电子隧穿的影响是不同的:对于自旋向上情况, 出现双共振向单共振转换现象。
稀磁半导体 自旋极化 共振隧穿 diluted magnetic semiconductor spin-polarized resonant tunneling
内蒙古工业大学 理学院物理系， 内蒙古 呼和浩特010051
以Zener模型为基础，考虑反铁磁性交换作用对DMS材料居里温度的影响，理论计算得到了居里温度关于掺杂浓度和反铁磁性交换作用的二元函数，对GaAs∶TM(Ga,TM)As (TM=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)的居里温度做了详细分析得到：n型半导体居里温度有一个极大值，而p型掺杂是单调的递增。
稀磁半导体 居里温度 掺杂浓度 反铁磁性交换作用 diluted magnetic semiconductor Curie temperature dope concentration anti-ferromagnetic exchange
1 河北大学 化学与环境科学学院,河北 保定 071002
2 河北大学 物理与技术学院,河北 保定 071002
采用水热法,以CoCl2·6H2O为前驱物,KOH作为矿化剂合成了掺钴氧化锌稀磁半导体晶体。利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱仪(XREDS)对合成晶体的微观形貌、表面及内部掺杂元素Co的相对含量和分布的均匀性进行了研究。研究结果表明:水热法合成的掺Co氧化锌晶体具有多种微观形貌,较大的晶体具有极性生长特性。随晶体形貌不同, 显露面也发生了相应改变。不同微观形貌的晶体其Co含量有所差异,较大的晶体掺杂Co元素相对含量大于较小的晶体,+c(101〖Tx-〗1)显露面Co元素的含量比+c(101〖Tx-〗0)面高,锥柱状晶体其区别尤为明显。大的晶体内部存在着少量的氧化钴团簇,晶体表面与晶体内部Co元素分布相对均匀。由于CO2+ 具有磁性,因此,氧化钴团簇的存在将对氧化锌稀磁半导体晶体的磁性产生一定的影响。
微分析 稀磁半导体 ZnO晶体 水热法 Microanalysis Diluted magnetic semiconductor ZnO crystal Hydrothermal method
1 山东师范大学半导体所, 济南 250014
2 山东师范大学计算机中心, 济南 250014
用真空蒸镀法制备了稀释磁性半导体Zn1-xFexSe多晶薄膜,用X射线衍射和电子扫描电镜测定了薄膜结构和成份.其光吸收数据表明:光学能隙Eg随着Fe2+成分x增加而线性减小,用线性回归法拟合得其关系.Eg=2.722-2.2x(eV).
稀释磁性半导体 光学能隙 吸收系数
