锰掺杂ZnO稀磁半导体的制备及铁磁性能

用溶胶-凝胶法,在超声波辅助条件下制备了Mn掺杂ZnO(Zn1-xMnxO,x≤0.05)稀磁半导体(DMS)纳米晶粉末样品.用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、超导量子干涉(SQUID)测磁仪分别对样品形貌、结构和磁性能进行了表征.较低的掺杂浓度下样品很好地保持ZnO的纤锌矿结构,随着掺杂浓度x的增加,样品的晶格常数近似线性增大,没有观察到杂质相.样品Zn0.98Mn0.02O显示了很好的铁磁性,居里温度在350 K以上.     

生长温度对Mn掺杂ZnO纳米棒铁磁性的影响

用化学气相沉积法(CVD),在生长温度为600、650和700 ℃条件下,未采用任何催化剂制备了Mn掺杂ZnO纳米棒.研究发现,随着生长温度的升高,样品中O空位的浓度逐渐增加.低浓度的O空位可以增强Mn掺杂ZnO纳米棒的铁磁性,但O空位浓度过高时,Mn掺杂ZnO纳米棒表现出超顺磁性或反铁磁性.在3个样品中,650 ℃的样品具有最好的室温铁磁性,其饱和磁化强度为0.85 μB/Mn,矫顽力为50 Oe.