过渡金属氧化物磁半导体的结构与磁性研究co3o4和co掺杂zno

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1、中国科学技术大学硕士学位论文万方数据过渡金属氧化物磁半导体的结构与磁性研究：C0304和Co掺杂ZnO作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：陈琳核科学与技术闰文盛教授韦世强教授二。一六年五月万方数据Thestructureandmagneticstudiesoftransitionmetaloxidemagneticsemiconductor：--VC0304andCo-dopedZnOAutllor'sName：LinChenspeciality：NuclearSciellCeandTechn。l。gYSupe

2、rvisor：Prof．Wenshen【gYah；Prof．shiqiangWeiFinished妇e：May,2016ne-Ce-三eC圹礼gyd叫川d．Sn△v№怆CS耽弱_●●■I扪M●I●引丌雕佑C●mn陪OCn乳甜ft酊肿叭∞■I--_I剑蛳垤dnA⋯A万方数据中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。

3、作者签名：毪毽越签字日期：独臣：4：2中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口公开口保密(——年)作者签名：签字日期：翩虢i当蠼签字日期：

4、2里!色：墨：Z万方数据摘要3d过渡金属氧化物磁半导体(OMS)因具有高温铁磁性而在未来的自旋电子器件中有着广泛应用前景。调控OMS中磁性离子间的相互作用及其磁性离子在基体中的分布特征对于促进其在自旋电子器件中实际应用至关重要。本论文利用同步辐射x射线吸收谱学技术(x舡S)，结合高分辨透射电镜(职-rEM)、超导量子干涉仪(SQUID)和X射线光电子能谱(XPS)等实验技术研究了还原氧化石墨烯(RGO)调控C0304量子点磁学性质以及共掺杂离子调控Co离子在ZnO基体中分布特征的内在机理。这些结果为人们寻找并制各出

5、实际可用的磁性半导体提供了实验和理论基础。1、石墨烯调控C0304量子点的磁相互作用利用XAFS、XPS、HRTEM和SQUID等技术研究了RGO调控C0304量子点磁学性质的微观机理。SQUID测量结果表明杂化RGO后，C0304量子点的饱和磁化强度和矫顽力分别从o．4emu／g增加到2．2emu／g和从100Oe增加到513Oe。XAFS和XPS等实验结果进一步表明RGO和C0304量子点之问的电子转移导致了部分C03+(Oh)转变成C02+(Oh)，进而将C02+(Ta)之间的磁相互作用从反铁磁转变成铁磁性。

6、这是导致与RGO杂化后，C0304量子点磁学性质发生变化的根本原因。2、共掺杂(Cr、Cu、Li)调控Co原子在Co掺杂的ZnO磁性半导体中的分布利用XAFS和XPS等技术研究了共掺杂原子(Li、Cu、Cr)对Co原子在Co掺杂ZnO薄膜中分布形式的影响。在共掺杂前，Co原子以替代Zn原子的替代位和金属Co团簇两种形式存在。共掺杂Cr原子后，样品中的Co团簇消失，掺杂的Co原子只以替代位的形式分布在ZnO基体中。与之相反，共掺杂Cu(Li)原子后，样品中的Co团簇含量显著增加。进一步分析表明共掺杂的Cr原子与Cu(

7、Li)对Co原子分布形式具有截然不同的调控作用是与共掺杂原子在ZnO基体中的空间占位特点密切相关。关键词：c0304／RGO杂化体系铁磁性C03+(Oh)转化成C02+(D^)XAFS共掺杂Co掺杂ZnO万方数据摘要Ⅱ万方数据Abs乜'actABSTRACTDuetohightemperatureferromagnetism，3dtransitionmetaloxidemagneticsemiconductor(OMS)hasabroadprospectinthefuturespintronicdevices．Ma

8、nipulatingferromagneticinteractionsanddistributionofmagneticionsinOMSarecrucialtothepromotionofspintronicdevicesforpracticalapplications．X-rayabsorptionfinestructure(XAFS)，highreso