Fe掺杂ZnO块材样品的结构、形貌及磁性-论文.pdf

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1、第34卷第4期低温物理学报Vo1.34,No.42012年8月CHINESEJOURNALOFLOWTEMPERATUREPHYSICSAugust2012Fe掺杂ZnO块材样品的结构、形貌及磁性*王永强王海燕苏磊郝俊红郑州轻工业学院技术物理系,郑州450002收稿日期:2012—04—05;修回日期:201205—23【摘要】采用共沉淀法在02、Air、Ar等不同气氛下制备了名义组分为Zn0.。sFe0,oO的系列块材样品,实验上研究了烧结气氛对样品结构、形貌及磁性质的影响.XRD和SEM结果均显示,在Air和O气氛中烧结的样品

2、中缺陷较少,具有更好的结晶性.磁测量结果表明,在Air和02氛中烧结的样品则未表现出明显的磁性特征,而在Ar气氛中烧结的样品在室温下呈现出弱铁磁性行为.样品中的弱铁磁性可能来源于与氧空位有关的束缚磁极化子间的铁磁耦合作用.该样品的Hc和MR在低温下表现出反常变化,可能与磁畴壁移动有关.关键词:稀磁半导体,铁磁性,氧空位PACe:7280E,7550P,7550DSTRUCTURE,MoRPHoLoGYANDMAGNETISMoFFe—DOPEDZnOBULKSAMPLESWANGYong—qiangaWANGHai—yanSULe

3、iHAOJun-hongDepartmentofTechnologyandPhysics,ZhengzhouUniversityoflightindustry,Zhengzhou450002Receiveddate:2012—04—05;revisedmanuscriptreceiveddate:201205-23[Abstract]AseriesbulksampleswithanominalcompositionofZn098Fe0.o2Owerepreparedindifferentatmos—phere(suchasoxyg

4、en,airandargon)byacoprecipitationmethod.Theeffectofsinsteringatmosphereonthestructure,morphologyandmagnetismofthesampleswereexperimentallyinvestigated.TheresultsofXRDandSEMsuggestthattherearelessdefectsandbettercrystallinityforthesamplessinsteredin02andAiratmosphere.M

5、agneticmeasurmentsshowthatnoevidentmagneticcharacteristicscanbefoundforthesamplessinsteredin02andAiratmosphere,whilethesamplesinsteredinAratmospheredisplaysweakferromagnetismatroomtempera—ture.Itissupposedthattheweakferromagnetismshouldbestemmedfromtheferromagneticcou

6、plingbetweenboundmagneticpolaronsrelativetooxygenvacancies.TheabnormalchangesinHcandMRofthesampleatlowtemperaturerangeshouldbeascribedtothemovementofmagneticdomainwalls.Keywords:Dilutedmagneticsemiconductors,ferromagnetism,oxygenvacanciesPACC:7280E,7550P,7550D国家自然科学基金

7、(批准号:51002144)资助的课题.ProjectsupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(51002144).wangyq@zzuli.edu.cn第4期王永强等:Fe掺杂ZnO块材样品的结构、形貌及磁性1引言2实验方法稀磁半导体(DMS),集自旋和电荷两个自由度本研究所用的Zno.。。FeO样品均采用共沉淀于一身,可能在同一基体中实现对自旋和电荷的同法制备.将高纯的Zn(NO。)2·6H2O(99.99)和时操控,在自旋相关半导体电子及光电子领域,即自Fe(

8、NO。)。·9HO(99.999/6)按化学计量比称量、旋电子学和光电子学领域[1]展现出巨大的潜在应用混和后溶于去离子水中制成均匀溶液.称取适量价值,比如自旋发光二级管Ⅲ2叫],自旋极化太阳能电NaOH(99.99)粉末并溶于去离子水中制成池[,

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