磁性半导体In1xFex2O3与xFeTiO31xFe2O3的制备 结构和磁性的研究.docx

Abstract的各种条件以及铁磁性的来源。 Abstract 的各种条件以及铁磁性的来源。 1．1通过溶胶凝胶法制备的(Inl-xFe。)203粉术样品，其Fe离子最高溶解度可达 50％，这一结果远远高于目前其它文献报道的值(25％)。利用XRD精修 和Mossbauer谱第一次研究了Fe离子在In203品格中的占位信息。结果表 明，当Fe离子浓度很低时，Fe离子在In203品格中择优占据24d品位，随 着Fe离子浓度的升高，Fe离子慢慢趋向随机占据24d和8b晶位。这一结 果为以后深入研究Fe离子在In203中的磁行为提供了有用信息。 1。2为了在(Inl-xFe、)203样品中获得铁磁性，我们分别利用了真空退火和Sn共 掺杂两种方法，发现真空退火可以诱导出铁磁性，而Sn共掺杂没有诱导出 铁磁性，这一结果说明在(Inl-xFe、)203样品中，可以通过引入氧空位而不是 载流子来诱导铁磁性。 1．3为了注入氧空位并诱导铁磁性，我们第一次利用碳热还原方法来处理(Inl- 。Fe。)203样品，获得了居里温度高达786K且磁矩可达1．4la B／Fe的铁磁性， 而且铁磁性的强弱可以通过碳剂黾来调节。利用XPS分析，我们得出铁磁 性来源于氧空位诱导的二价Fe离子与三价Fe离子之间的双交换作用。 1．4 第一次利用简单的分解聚四氟乙烯方法来实现埘(Inl-xFe。)203样品的F离 子掺杂，并由此获得了即使在高温空气中也很稳定的铁磁性。通过XPS等 实验证实，F掺杂诱导了二价Fe离子产生，铁磁性柬源于二价Fe离子与 三价Fe离子之问的双交换作用。 2．FeTi03-Fe203固溶体样品 第一次利用了化学共沉积方法制备出纯相哑铁磁半导体FeTi03．Fe203固 溶体粉术样品。 2．1我们发现要制备出纯柏的FeTi03一Fe203吲溶体，必须使用Fe3+和Fe2+混合 盐作为源材料，并要尽可能保证Fe2+在整个制备过程中不能被氧化为 Fe”。制备过程之自仃通过加热来除去水中溶解的氧，在共沉积和热处理过 程中利用Ar气作为保护气体防止Fe2+被氧化，最后成功制备出纯相 FeYi03．Fe203固溶体粉木样品。 2．2对于xFeTi03．(1一x)Fe203样品，当x0。5时，由于Ti离子的无序分如材料 为反铁磁性，我们利用磁场退火方法处理了xFeTi03．(1．x)Fe203 Abstract(x=0．4，x=0．3)样品，发现磁场退火后样品的铁磁性明显增强，分析认为 Abstract (x=0．4，x=0．3)样品，发现磁场退火后样品的铁磁性明显增强，分析认为 这是由于在热处理过程中磁场对Ti离子的分向影响而导致的。 1V 1V Abstract Abstract Magnetic semiconductor is considered as one of the candidate materials．for creating the next generation of spintronics devices．One method to obtain magnetic semiconductor is to dope magnetic element into semiconductor host，and induce magnetic exchange interaction between elements，and thus form a ferromagnetic diluted magnetic semiconductor(Diluted Magnetic Semiconductor-DMS)．In the past， the Curie temperature of DMS(Tc)is generally lower(l I OK)，which is not adapt to practical application．In 2000，using the Zener model and mean-field theoretical method Dietl predicted the Cutie temperature to be higher than the room temperature in the P-type wide band semiconductor ZnO doped about 5％of the Mn magnetic ions． Then，in 200 1，Y．Matsumoto reported that doping a small amount of Co into wide bandgap semiconductor Ti02 formed a diluted magnetic sem