ZnO基稀磁半導體的制備及相關性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、稀磁半導體的成功研制可為未來多功能自旋電子器件的開發(fā)打下基礎。本文從理論和實驗兩個方面對氧化鋅（ZnO）基稀磁半導體進行了研究。
　　 在理論方面，通過對ZnO基稀磁半導體第一原理計算，發(fā)現(xiàn)錳（Mn）的d帶的上自旋態(tài)局域在價帶，且被電子填滿而下自旋態(tài)與上自旋態(tài)之間有帶隙。因此很難出現(xiàn)鐵磁交換作用，體系若出現(xiàn)鐵磁性需要進行適當?shù)膿诫s。對各種摻雜情況進行分析后發(fā)現(xiàn)氮（N）摻雜、鋰（Li）摻雜和Zn空位的存在可導致體系出現(xiàn)有效的鐵磁交

2、換作用，而氧空位的存在對體系鐵磁性的出現(xiàn)沒有貢獻。對比Mn摻雜和鈷（Co）摻雜兩種情況的分析，我們發(fā)現(xiàn)Mn摻雜的ZnO體系若要出現(xiàn)鐵磁性需要進行適當?shù)膒型摻雜；而對于Co摻雜的ZnO體系不需要p型摻雜也可能出現(xiàn)以自由電子為媒介類似于RKKY的交換作用。
　　 在實驗方面，用陶瓷工藝研制出了Mn摻雜ZnO基稀磁半導體體材。XRD測試表明，在500℃時燒結出來的樣品沒有雜質相存在，而在900℃燒結時有Mn的氧化物存在。樣品的磁性能測

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