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文檔簡介
1、自旋電子學(xué)是如今凝聚態(tài)物理研究中的熱點領(lǐng)域,如果能夠充分利用到電子既是電荷信息的載體,又是自旋信息載體的二重特性,設(shè)計、開發(fā)全新的電子信息功能器件,就有可能引導(dǎo)出新型的信息處理和儲存模式,大大提升信息處理的能力,引發(fā)一場信息革命。其中稀釋磁性半導(dǎo)體被認(rèn)為是最有可能實現(xiàn)具有自旋自由度來制造自旋電子器件的主導(dǎo)材料。通過對In2O3進(jìn)行過渡金屬摻雜和引入氧空位可以使其具有優(yōu)秀的磁、光電、氣敏性能,使得In2O3基稀磁半導(dǎo)體的研究成為稀磁半導(dǎo)體
2、研究領(lǐng)域里的熱點。 本文通過高溫固相合成法和電子束真空蒸鍍法制備出了(In0.9—xFe0.1Nix)2O3(0≤x≤0.03)多晶塊體和薄膜樣品。使用XRD、SEM、VSM等方法對樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和磁性能方面的測量分析,研究了Ni摻雜濃度的變化對Fe:In2O3體系的影響,同時也研究了塊體和薄膜制備工藝參數(shù)對樣品結(jié)構(gòu)和磁性能的影響,得到了一組較好的工藝參數(shù)。 首先,通過高溫固相反應(yīng)制備(In0. 9—xFe0.1Nix)
3、2O3(0 ≤x≤0.03)塊體,對比在三個不同的燒結(jié)溫度下樣品的SEM圖,觀察樣品的晶粒發(fā)育情況。得出國相燒結(jié)溫度在1100℃時,樣品的成晶性最好。 其次,對塊體樣品的XRD和VSM進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)x≤0.02時,樣品為單相,與立方晶系In2O3相一致;當(dāng)x≥0.02時,有雜質(zhì)相析出,經(jīng)分析有可能為NiFe2O4。晶格常數(shù)隨著X的增大先減少后增加,在x=0.02時取最小值10.05A。無Ni摻雜時,樣品表現(xiàn)為順磁性,摻入Ni后
4、,樣品由順磁行向鐵磁性轉(zhuǎn)變,飽和磁化強(qiáng)度也隨著Ni含量的增加而增大。Nj2+離子的引入,不僅為體系增加了載流子的濃度,同時Nj2+本身是具有磁矩的,這表明:體系中自旋電子之間是通過載流子進(jìn)行耦合的,磁性來源與摻雜和缺陷引起的載流子濃度的變化密切相關(guān), 同時新的磁性離子的引入也可以增強(qiáng)體系的磁性能。 最后,對x=0.02的薄膜樣品進(jìn)行了正交試驗,研究了不同鍍膜工藝參數(shù)對樣品結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。發(fā)現(xiàn)在氧氬流量比為10/0(SCCM)
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