Fe,Sn掺杂In2O3稀磁半导体的结构和磁性.doc

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1、本科毕业论文Fe,Sn掺杂In2O3稀磁半导体的结构和磁性容摘要氧化锢(In2O3)是一种具有立方方铁锰矿型结构宽带隙（3.75ev）半导体，具有很高的载流子浓度和载流子迁移率、导电性、透光性，通过对其掺入过渡金属可以使其具有高温铁磁性。基础性研究上均有极大的应用前景。本论文通过高温固相反应法和真空退火法制备了固体粉末。采用脉冲激光沉积法制备出(In0.9-xFe0.1Snx)2O3薄膜材料。采用表面形貌仪测量薄膜的厚度。采用X射线粉末衍射仪（XRD）测量样品的结构。采用超导量子干涉仪(SQUID)测量磁学性能。初步探讨了掺杂Fe在体系

2、中好处及选择Sn的作用，通过对样品结构和磁性的分析研究,得到以下结果为：采用固相反应和真空退火方法制备了(In0.9-xFe0.1Snx)2O3粉末测量结果表明在450℃、550℃、600℃真空退火，随着温度的升高，峰值增大。采用脉冲激光沉积方法在不同基片温度(450℃～600℃)下制备了(In0.9-xFe0.1Snx)2O3薄膜。测量表明随着温度的升高半峰宽下降而颗粒大小升高。在100mror下制备的FeSn-In2O3薄膜的（222）磁滞回线图，结果可以看出FeSn-In2O3粉末几乎成顺磁性。【关键词】稀磁半导体In2O3掺杂2

3、.2英文摘要英文摘要按照以下格式编排：3号Arial(加粗)4号黑体(加粗)Title：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX小4号ArialAbstractXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX小4号Arial4号ArialBlack(加粗)【KeyWords】XXXXXX　XXXXXX　XXXXXXXX　XXXXXXXX3号宋体,缩2格目录一、引言………………………………………………………………………（XX）二、样品的制备……………………………………………………………（XX）（一）

4、固相反应法……………………………………………………(XX)（二）脉冲激光沉积……………………………………………………(XX)三、样品的结构与性能测试……………………………………………（XX）（一）XRD……………………………………………………(XX)（二）SQUID超导量子干涉仪…………………………………………………(XX)四、实验方法……………………………………………………………（XX）五、结果与讨论……………………………………………………………（XX）六、结论………………………………………………………………………（XX）3号黑体致谢

5、……………………………………………………………………………(XX)参考文献………………………………………………………………………(XX)一、引言稀磁半导体是容纳了电子的电荷和自旋两种自由度的新型材料，在电子器件里可同时达到存储和处理信息的目的，在自旋电子学领域有着广泛的应用前景（1）。2000年，Dietl的理论预测引起人们对宽带隙氧化物稀磁半导体的广泛研究。在各类稀磁半导体中，氧化物半导体具有宽带隙，能实现n型载流子重掺杂，是最具有希望实现高居里温度的宿主化合物之一。目前，铟氧化物的室温铁磁性备受关注，In2O3是一种宽带隙（3.75

6、ev）透明半导体氧化物，具有很高的载流子浓度（1019—1020S/cm）和载流子迁移率（10—75cm2V—1s—1），并且通过掺杂或引入氧空位使其具有高居里温度（Tc）铁磁性(FM)(2)(3)。典型的铁磁半导体制备方法是在现有的半导体材料中进行过渡金属的掺杂，使之以替位掺杂的形式进入半导体的晶格，许多研究者通过传统方法和掺杂的方法发现室温铁磁半导体的潜在自旋电子的应用自始至终被人们作为重点研究对象。通过磁性离子之间的铁磁耦合作用，使得半导体材料在原有带隙的基础上进一步产生铁磁性。而过渡金属Fe3+和In3+有相似的价态，把Fe3+

7、掺杂在In2O3基体中的固溶度可高达20%，且外延生长的铁掺杂氧化铟薄膜具有更强的磁垂直各向异性。（4）为了进一步研究稀磁半导体的性质和结构，本文通过掺入Sn采用脉冲激光沉积法制备出(In0.9-xFe0.1Snx)2O3薄膜材料制通过改变其退火温度测定薄膜材料的结构和磁性。二、样品的制备……………………………………………………………（XX）（一）固相反应法固相反应通常是至少两种固体在较高的温度下完成的，但开始温度常常远低于反应物的熔点或系统低共熔点。与大多数气、液相反应不同，固相反应为非均相反应。参与反应的固相相互接触是反应物间发生化

8、学作用和物质输送的先决条件。本文所指的固相反应是金属与金属氧化物按一定比例混合研磨，在高温箱式煅烧产生与反应物性质不同的新固相的材料制备方法。此方法设备工艺简单、重复性高。具体制备过程分为：1.取样混料称取