Zn_(1-x)Mn_xS稀磁半导体的水热法制备及其性能

以乙二胺为修饰剂,采用水热法合成了不同掺杂比例的Zn_(1-x)Mn_xS(x=0,0.02,0.05,0.07)稀磁半导体材料,并通过XRD、FESEM、HRTEM、XEDS、光致发光光谱(PL)和振动样品磁强计(VSM)对样品的晶体结构、形貌、光学性能和磁学性能进行表征。实验结果表明:本方法制备的所有样品具有结晶良好的纤锌矿结构,没有杂峰出现;样品形貌为一维的纳米棒状,分散性良好;掺杂的Mn2+以替代Zn2+的形式进入到ZnS晶格中,随着Mn掺杂量的增加晶格常数呈现收缩趋势;样品的PL光谱存在明显的紫外发光峰、蓝光发光峰和绿光发光峰,而且峰位发生蓝移;同时一定量的Mn掺杂ZnS纳米晶在室温条件下具有铁磁性。     

Co:TiO2稀磁半导体研究进展

Co:TiO2作为一种很有希望在自旋电子学器件中获得重要应用的室温稀磁半导体材料,最近几年获得了广泛关注.首先介绍了该体系的制备方法,如分子束外延、溅射、化学方法等,然后就Co:TiO2薄膜的输运性质和磁性作了敲为详细的阐述,对比较有争议的微结构和磁性起源问题也进行了探讨.归纳总结了目前在各方面的进展和存在的问题,并针对这些问题提出了今后的一些研究方向.     

ZnO基稀磁半导体纳米材料研究进展概况

稀磁半导体（DMSs）材料同时利用了电子的电荷属性和自旋属性，具有优异的磁、磁光、磁电等性能，在材料学和未来自旋电子器件领域具有广阔的应用前景。本文综合述评了近几年来ZnO基稀磁半导体纳米材料研究的进展概况，并简介了DMSs器件的潜在应用。     

GaN基稀磁半导体的离子注入研究动态

离子注入掺Mn的GaN基稀磁半导体,由于具有高于室温的居里温度及一系列独特性质而受到广泛重视.综述了GaN基稀磁半导体离子注入的近期研究成果,讨论了能量、剂量、温度、束流、退火条件等因素对GaMnN结构和性能的影响,并对GaMnN中铁磁性的起源,就理论和实验两方面的结果作了讨论.     

GaN基和LiZnAs基稀磁半导体的研究进展

综述了稀磁半导体及其研究进展,阐述了提高居里温度的方法。从晶体结构、材料的研究现状和待解决的问题几个方面详述了以GaN为代表的传统的Ⅲ-Ⅴ族基和LiZnAs为代表的新型Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基两类稀磁半导体的基本特点,并展望了今后的研究重点及发展方向。     

过渡金属掺杂ZnO稀磁半导体的发光特性

ZnO是一种宽带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体,具有良好的光电耦合特性和稳定性,在光、电、磁功能集成等新型器件方面可获得重要应用.近来的研究表明,过渡金属掺杂的ZnO基半导体有望成为实现高居里温度稀磁半导体的候选材料,是目前研究的热点.总结了近几年人们在Fe、Co、Ni、Cu、Mn等过渡金属掺杂的ZnO基稀磁半导体的发光特性研究结果,讨论了过渡金属掺杂后ZnO中观察到的可见发光机制,分析认为过渡金属掺杂ZnO的可见光发射主要与这些发光过渡金属引入后所产生的缺陷有关,而紫外发光峰的变化则与过渡金属掺入后ZnO晶体质量与禁带宽度的改变相关.     

AlN基稀磁半导体的研究进展

主要介绍了AlN基稀磁半导体(DMS)的研究进展,包括其发展过程、AlN基DMS的研究现状,描述了理想的AlN基DMS材料应具备的特征,并展望了其未来的研究方向.     

ZnO基稀磁半导体磁性机理研究进展

稀磁半导体是指在非磁性化合物半导体中通过掺杂引入部分磁性离子所形成的一类新型功能材料.目前,稀磁半导体的磁性来源和机理一直是该领域的研究热点,掺杂的磁性离子通过怎样的交换方式实现铁磁性一直存有争议.本文对近几年来ZnO基稀磁半导体磁性机理研究进展作一综述,着重阐述了代表性的RRKY理论、平均场理论、双交换理论和磁极子理论,对实验和理论方面的热点和存在问题作一评价,对磁性理论的研究提出了新思路.     

稀磁半导体研究的最新进展

本文系统地对于DMS的发展历史及研究现状进行了归纳总结,介绍了稀磁半导体特殊性质和机理,概述了目前DMS材料的制备方法,并对于DMS的应用前景和将来的研究方向进行了展望.     

ZnO基稀磁半导体磁性起源的探索

对掺杂过渡金属（TM）制备得到的ZnO基稀磁半导体的磁性起源作了理论和实验两方面知识的调研，在理论方面主要介绍了几种磁性交换的模型：直接超交换和间接超交换、载流子媒介交换和跃迁磁极子。在实验方面分析众多国内外相关文献，发现选择正确的生长条件对于成功获得稀磁半导体至关重要，低生长温度、高氧偏压和较少的TM离子掺杂浓度能促使TM掺杂物的均一分布，并能削弱反铁磁性（AFM）交换进而增进铁磁性（FM）交换。同时据文献报道发现很多样品的磁性并不是固有的，载流子尤其空穴的存在对于铁磁交换作用起着至关重要的作用。     

Band structure of the diluted magnetic semiconductor MnxCd1−x GeAs2

The electron-density-functional approach is used to calculate the band structure of the CdGeAs₂ semiconductor and the diluted magnetic semiconductor Mn_xCd_1?x GeAs₂, which has a ferromagnetic structure at x = 0.06. The results indicate that the incorporation of Mn increases the band gap at its center and leads to the formation of a band derived from Mn levels, whose energy is a weak function of wave vector. The calculation results agree with experimental data.     

溶胶-凝胶法制备Fe掺杂ZnO基稀磁半导体的结构与磁性

采用了添加抗坏血酸作为还原剂的改良溶胶-凝胶法制备了单相的稀磁半导体Zn1-xFexO(x=0.01、0.05、0.07、0.10) 粉末.X射线衍射谱(XRD)显示所有Zn1-xFexO样品在室温下都呈现出P63mc的六角晶格结构,同时单位晶胞体积呈现出随着Fe离子掺杂量的提高而增大的趋势.X射线光电子能谱(XPS)证明在Zn1-xFexO晶格中的掺杂元素Fe主要以Fe2 的方式存在.比饱和磁化强度(σs)随Fe掺杂量的增加而提高,并在样品Zn0.90Fe0.10O中获得最大值0.43Am2/kg,定性地解释了铁磁性的来源.     

Mossbauer spectra and magnetic properties study of CoFe2O4 nanoparticles prepared by hydrothermal method

用水热法在不同温度下制备结晶性较好、颗粒均一的CoFe2O4纳米颗粒,无需进一步煅烧。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（SEM）、穆斯堡尔谱仪和综合物性测量系统（PPMS）对不同温度下合成的样品进行表征。结果表明,随着合成温度的升高,CoFe2O4纳米颗粒的结晶性增强,粒径逐渐增大,样品的饱和磁化强度逐渐增强。当合成温度为500℃时,CoFe2O4纳米颗粒的饱和磁化强度达到64.1A.m2/kg,与块体的CoFe2O4（72A.m2/kg）接近。穆斯堡尔谱分析表明,当晶粒粒径超过了超顺磁性的临界尺寸,样品的超顺磁性消失,随着合成温度的升高,B位上Fe3＋离子的比例增高,磁性能增强。     

Optical and magnetic properties of copper doped ZnO nanorods prepared by hydrothermal method

Surfactant free ZnO and Cu doped ZnO nanorods were synthesized by hydrothermal method. The formation of ZnO:Cu nanorods were confirmed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Raman analysis. Diffuse reflectance spectroscopy results shows that band gap of ZnO nanorods shifts to red with increase of Cu content. The orange-red photoluminescent emission from ZnO nanorods originates from the oxygen vacancy or ZnO interstitial related defects. ZnO:Cu nanorods showed strong ferromagnetic behavior, however at higher doping percentage of Cu the ferromagnetic behavior was suppressed and paramagnetic nature was enhanced. The presence of non-polar E ₂ ^high and E ₂ ^low Raman modes in nanorods indicates that Cu doping didn’t change the wurtzite structure of ZnO.     

Structural and magnetic study of a diluted magnetic semiconductor: Fe-doped CeO2 nanoparticles

This paper reports the effect of Fe doping on the structure and room temperature ferromagnetism of CeO2 nanoparticles. X-ray diffraction and the selective area electron diffraction measurements performed on the Ce(1-x)Fe(x)O2 (0 < or = x < or = 0.07) nanoparticles showed a single-phase nature with a cubic structure, and none of the samples showed the presence of any secondary phase. The mean particle size, which was calculated using transmission electron microscopy, increased with the increase in the Fe content. The DC magnetization measurements that were performed at room temperature showed that all the samples exhibited ferromagnetism. The saturation magnetic moment increased with the increase in the Fe content.     

Zn(1-x)MnxTe diluted magnetic semiconductor nanowires grown by molecular beam epitaxy

It is shown that the growth of II-VI diluted magnetic semiconductor nanowires is possible by the catalytically enhanced molecular beam epitaxy (MBE). Zn(1-x)MnxTe NWs with manganese content up to x=0.60 were produced by this method. X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and temperature dependent photoluminescence measurements confirm the incorporation of Mn(2+) ions in the cation substitutional sites of the ZnTe matrix of the NWs.     

多次水热法制备纳米TiO_2胶体在染料敏化太阳能电池中的应用

采用多次水热法制备颗粒大小不同的纳米TiO2胶体,应用于染料敏化太阳能电池,研究了不同水热次数得到的胶体对DSSC光电转化效率的影响。利用XRD、TEM和SEM对TiO2形貌进行表征,用UV-Vis测试TiO2膜对染料的吸附。结果表明,4次水热法制备的TiO2胶体的颗粒大小分布均匀,提高了电子在膜中的传输速率和TiO2薄膜对敏化染料的吸附量,进而提高了DSSC的光电转化效率。4次水热的光电转化效率最高,达到7.39%。     

水热法制备稀土掺杂TiO_2薄膜及光催化降解性能研究

采用水热法,以载玻片为基片制备了稀土掺杂Ti O2薄膜。以紫外光区吸光度值为指标,确定最佳制备条件为:90℃保温2h,Ti(SO4)2溶液和尿素溶液摩尔比为10∶1,稀土掺杂量为1 mL0.5 mol/L稀土盐溶液,掺杂稀土镧Ti O2薄膜有较好的光吸收性能。利用X-射线粉末衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱法(EDS)对Ti O2薄膜的结构及表面特性进行表征,结果表明制备的稀土掺杂Ti O2薄膜为锐钛矿型。以紫外灯为光源,降解率为指标,罗丹明B溶液降解为模型反应,考察稀土掺杂Ti O2薄膜光催化性能,结果表明,稀土掺杂Ti O2薄膜具有较高光催化活性且明显大于纯Ti O薄膜,该薄膜对罗丹明B的光催化降解率达87%以上。     

新型稀磁半导体母体YCuSO第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算了新型稀磁半导体母体YCuSO的能带结构和态密度以及介电函数、反射函数和吸收函数等光学性质.计算结果表明,YCuSO属于直接带隙半导体,禁带宽度约为1.22 eV.其费米面主要由Cu 3d和S 3p层电子构成.YCuSO半导体晶体在80~90 nm处存在明显的光损失,在80~350 nm区间光反射较大,光吸收主要发生在50~680 nm区间,表明YCuSO在红外与远紫外波段具有潜在的应用价值.这些结果为实验室合成基于YCuSO母体、电荷自旋注入机制分离的新型稀磁半导体,进而研究其性质提供了依据.