SiC基稀磁半导体材料的研究进展

稀磁半导体材料(DMS)是一种新型的磁性半导体材料,它同时利用了电子的电荷和自旋属性,兼有铁磁性能和半导体性能,在自旋电子器件领域有着重要的研究价值。主要介绍了DMS的发展过程,总结了最近几年SiC基稀磁半导体材料的研究进展,包括制备方法、性质研究和存在的主要问题,并展望了今后的研究方向。     

Zn1-xMgxO薄膜中缺陷诱导的室温铁磁性

采用脉冲激光沉积( PLD)方法在单晶Si(100)衬底上制备2n1 -xMgxO(x=0.075,0.15,0.35,0.65)薄膜,研究了不同Mg含量掺杂、氧压、退火温度对其磁性的影响.分析表明,Mg掺杂量会影响薄膜中的缺陷浓度,进而影响缺陷周围离子中的自旋极化效应,对薄膜磁性产生影响.氧压的增大会使Zn0.925...     

共沉淀法制备的Cu掺杂ZnO体系的磁性

利用共沉淀法制备了Cu掺杂的Zn1-xCuxO(x=0,0.01,0.02)系列样品.利用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的相成分,结果显示600℃烧结、掺杂浓度为1%的样品为单相纤锌矿结构,掺杂浓度为2%的样品出现第二相CuO.利用综合物性测试仪(PPMS)测量了样品的室温(300K)及低温(10K)磁性能,结果表明所有样品均呈室温铁磁性,掺杂浓度为1%、600℃烧结样品磁转变温度高于300K.最后简要讨论了铁磁性起因.     

反铁磁性交换作用对稀磁半导体(DMS)居里温度的影响

DMS的居里温度与空穴载流子浓度有着极大的关系.基于局域空穴模型,本文定量地分析了反铁磁性交换作用对DMS居里温度的影响.结果表明反铁磁性交换作用对居里温度的影响与磁性离子浓度ni和空穴浓度nc的比值有着密切关系.当ni/nc＞10000时,反铁磁性交换作用对居里温度的影响十分显著;当ni/nc＜10时,反铁磁性交换作用对居里温度的影响将会明显减弱,随着空穴浓度的增加,空穴对反铁磁性交换作用有强的抑制作用.     

缓冲层和退火气氛对Cu掺杂ZnO薄膜稀磁性的影响

采用直流与射频双靶共溅射的方法在石英衬底上制备Cu掺杂的ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔测试仪(HALL8800)以及超导量子干涉仪(SQUID)分别对样品的结构、表面形貌、电学特性和磁性进行表征,研究了AZO缓冲层以及不同气氛下退火处理对薄膜磁性的影响。结果表明,加入缓冲层的样品结晶质量有所改善,但不利于磁性的产生;空气退火使样品中氧空位大量减少,同时磁性减弱;真空退火使样品中氧空位得以保留,磁性增强,氧空位缺陷对磁性的产生有很大贡献。样品中载流子浓度不高,电阻率较大,载流子浓度对样品磁性的影响不明显。     

反铁磁性交换作用对(Ga,TM)As居里温度的影响

基于Zener模型,详细分析了反铁磁性交换作用对(Ga,TM)As(TM=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)居里温度的影响,结果表明,反铁磁性交换作用对n型半导体居里温度的影响程度远远大于对p型半导体居里温度的影响,而且在考虑了反铁磁性交换作用后,除了(Ga,Cr)As和(Ga,Mn)As以外都不可能实现室温铁磁性,(Ga,Cr)As和(Ga,Mn)As的掺杂浓度为13.1%和18%时可获得室温铁磁性,但是反铁磁性交换作用相对强弱增强到y=0.01时,任何掺杂浓度都不能实现室温铁磁性。     

室温磁制冷材料研究进展

室温磁制冷是一种既环保又高效节能的制冷新技术。尽管目前还不太成熟,但是它显示了广阔的应用前景,有望取代传统的蒸汽压缩制冷技术。简述了磁制冷的基本原理,分析了室温磁制冷的选材标准,综述了近几年室温磁制冷材料的发展状况,最后指出室温磁制冷材料在发展中所面临的问题,并对室温磁制冷材料未来的发展进行展望。     

ZnO纳米线的掺杂及特性研究进展

ZnO纳米线以其独特的磁性和光电性能在许多领域获得了广泛的应用。ZnO纳米线的掺杂改性是充分发挥其形貌和功能特性的有效途径。阐述了掺杂ZnO纳米线常用的制备方法及研究状况,介绍了掺杂改性对ZnO纳米线的磁性能、气敏性和光学性能的影响。最后总结了目前掺杂改性研究中尚待解决的问题,并对其发展趋势及前景进行了展望。     

Al掺杂的ZnO纳米结构材料制备及其电极设计

介绍了一维Al掺杂的ZnO（Al-ZnO）纳米结构材料的制备,研究了该材料体系的电极设计与优化。结果表明,适合于这种材料的电极为Au／Ni双层金属膜,经过在Ar和N2气氛中分别退火处理后,Au／Ni双层金属膜与Al-ZnO纳米结构材料的接触电阻得到明显降低,并且在Ar气氛中退火要好于在N2气氛中退火。     

氧化锌复合防晕材料的研究

以氧化锌 (ZnO)为主体掺加多种金属氧化物的粉料 ,通过混料 ,高温热处理 ,使其半导化 ,并将半导电粉与有机环氧 (或硅漆 )混合制成的复合半导漆 ,它是一种不同于碳化硅(SiC)的新型防晕材料 ,能满足大电机和电力变压器线棒的防晕要求     

ZnO压敏微球/硅橡胶复合材料介电弛豫特性

控制高压设备内部电场均匀分布是有效防止高压设备绝缘材料老化及故障的关键,ZnO压敏微球/硅橡胶(Si R)复合材料因其非线性电导和介电特性,常用于高压设备均压结构中。该文制备ZnO体积分数为5%～40%的ZnO/SiR复合材料,在0.1Hz～1.0MHz频率范围以及-40～160℃温度范围内,利用宽频介电谱仪获得不同ZnO体积分数的ZnO/SiR复合材料的弛豫过程,可知ZnO/SiR复合材料中存在β弛豫、内部偶极极化(intermediate dipolar effect,IDE)弛豫和α弛豫3种弛豫形式,分别由硅橡胶基体的粘流态转变、聚合物支链运动以及ZnO压敏微球引起。通过对IDE弛豫时间对数与温度倒数的线性拟合可知,ZnO/SiR复合材料IDE弛豫的产生机制为ZnO压敏微球内部热激活载流子的迁移与积累。研究结果为ZnO/SiR复合材料的弛豫过程提供了基础数据,并为该复合物在高压设备中的应用提供参考。     

p型ZnO薄膜的研究新进展

ZnO是一种很有前途的宽带隙半导体材料,在光电器件的应用上,实现高质量的p型掺杂是其关键所在。迄今,已有大量p型掺杂ZnO薄膜的研究报道,但是要获得高质量的可重复的p型ZnO薄膜却十分困难。本文就p型ZnO薄膜的掺杂最新研究进展进行了详细论述,并展望了其制备前景。     

ZnO压敏电阻老化机理的研究进展

ZnO压敏电阻作为避雷器的关键元件在限制电力系统过电压方面具有极为重要的作用,直接决定电力系统的过电压水平和设备的绝缘水平。然而其在承受长期工作电压或短时冲击电流作用时不可避免地会产生老化现象。本文总结了国内外学者对于ZnO压敏电阻老化机理的不同观点及最新研究进展,分析了其老化机理,并讨论了提高ZnO压敏电阻稳定性的方法。     

Preparation and Field Emission Performance of Metal-Doped ZnO NRAs/Graphene Composite Material

Abstract

Al doped and Cu doped ZnO NRAs/Graphene composite material are synthesized by introducing the concentrations of 0%, 2%, 4%, 6%, 8% using hydrothermal method, and their structure and morphology are characterized by XRD, EDS and SEM, XPS. The results show that Al:6% doped and Cu:4% doped ZnO/Graphene nanorod array have the best crystal quality and morphology compared to other concentrations of doped samples. Other than that, the field emission performances of Al:6% doped and Cu:4% doped ZnO NRAs/Graphene are measured. The turn-on field and field enhancement factor of Al:6% doped ZnO NRAs/Graphene are 1.51?V/mm and 11264. The turn-on field and field enhancement factor of Cu:4% doped ZnO NRAs/Graphene are 1.80?V/mm and 10076. It is found that the field emission performance of Al: 6% doped ZnO NRAs/Graphene is higher than the sample with doped Cu, which indicating that Al-doped ZnO NRAs/Graphene might have promising applications for various field emission devices.     

Measurement of electrical characteristics of ZnO microvaristors

A measurement technique is developed to measure the characteristics of zinc oxide (ZnO) microvaristors directly. We used Cu wires, a micromanipulator, and an optical microscope to gain ohmic contact of the measurement apparatus with ZnO particles. With our system, the I−V characteristics and C⁻²−V characteristics were measured for 25 µm ZnO microvaristors. Our measurements show that these microparticles behave as varistors. Further measurement on the ZnO microvaristors and observation of their fine structure may help to understand the varistor behavior. It also can pave the way to the understanding of the electrical characteristics of grain boundaries as well as the double Schottky barrier formed at the grain boundaries. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

非线性电阻——高能氧化锌在高压电力系统中的应用

本介绍了氧化锌非线性电阻的伏安特性。在发电机及变压器供电网络加装高压限流熔断器和高能氧化锌非线性电阻可有效解决断路器保护的诸多不足。     

故障金属氧化锌避雷器检出分析

通过对220 kV金属氧化锌避雷器进行带电测试和停电测试,发现阻性电流减小现象,针对这一现象从设备结构、测试方法进行了分析,得出了避雷器应以停电测试结果为准的结论。     

应用PTC和ZnO实现同步发电机快速灭磁

分析了正温度系数热敏电阻PTC和ZnO非线性电阻特性,提出了利用PTC和ZnO元件实现同步发电机快速灭磁的技术方案,使交流灭磁开关能快速熄弧开断,移能到ZnO中进行能量消耗,这种方案可以应用到大型发电机组的灭磁。