Fe掺杂TiO2结构和磁性

在退火温度为773K、Fe掺杂量为n(Fe)/n(Fe+Ti)=1∶25的制备条件下,用溶胶-凝胶法在空气氛围中制备Fe掺杂TiO2稀磁半导体纳米粉末;用直流磁控溅射方法并在真空和空气氛围中结合原位退火工艺,在普通玻璃基片上制备Fe掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)对其结构进行表征,振动样品磁强计(VSM)对磁性进行表征.结果表明,溶胶-凝胶法制备的粉末材料的磁性为室温顺磁性;直流磁控溅射法制备的薄膜样品在空气和真空氛围中均为室温铁磁性,其中真空退火能够产生更强的铁磁性.这说明可能是薄膜和基底的相互作用产生和铁磁性至关重要的氧空位,而真空环境退火能够增加氧空位.     

不同气氛沉积和后退火处理的HfOx〈2薄膜的弱铁磁性

无磁性掺杂HfO2薄膜的室温弱铁磁性是2004年发现的一种不能用传统固体铁磁理论释的奇特磁现.本文用射频磁控溅射方法在不同气中制备和后退火HfOx薄膜样品,对比研究气对其室温弱铁磁性的影响.物析表明,室温沉积在蓝石衬底上的HfOx薄膜为部晶的单斜多晶薄膜,且存在一定程度的氧失配.室温磁性测量果显示HfOx〈2多晶薄膜具有典型的弱铁磁性磁化曲,且饱和磁矩具有各异性.对比实验果表明,缺氧气（纯氩或氩氮混合气）中沉积薄膜的和磁矩略大于富氧气（氩氧混合气）中沉积薄膜的和磁矩.缺氧气（纯氮和高真空）中后退火处理后,薄膜饱和磁矩随着退火温度的升高而增大;而纯氧气中后退火处理后,薄膜和磁矩大幅减小.沉积和后退火气中氧含量的高低对薄膜和磁矩的显影响表明氧空位是HfOx〈2薄膜弱铁磁性的要来源之一.     

退火对Al掺杂ZnO薄膜结构和磁性的影向

采用直流磁控溅射法制备了Al掺杂ZnO薄膜,并在不同的氛围和温度下进行了退火处理.利用X射线衍射仪(XRD)和物理性能测量仪(PPMS)对薄膜的结构和磁性进行了表征.采用了一种改进的磁性修正方法对磁测量结果进行了修正.结果表明,不同的退火温度和氛围对薄膜的微结构和磁特性有着较大的影响,与真空退火处理的薄膜相比,空气退火处理的薄膜样品呈现了明显的铁磁性,磁矩约增加了一个数量级.室温铁磁性可能与Al和ZnO基体之间发生的电荷转移以及在不同退火氛围下Al在ZnO晶格中的地位变化有关.     

退火处理对Dy4(Co21Cu79)96颗粒膜结构和巨磁电阻效应的影响

采用磁控溅射法制备Dy₄(Co₂₁Cu₇₉)₉₆颗粒膜,研究薄膜的巨磁电阻（GMR）效应及磁性能.应用X射线衍射仪（XRD）对薄膜微观结构随退火温度的变化进行分析,采用四探针及振动样品磁强计（VSM）测量薄膜的磁电阻和磁性能.X射线衍射实验结果表明:制备态的薄膜形成了单相亚稳态面心合金结构,退火处理将促进Cu和Co的相分离.磁电阻测试发现:所有不同成分的Dy_x(Co₂₁Cu₇₉)_100-x（x=0,4,8,9,12,14）薄膜样品均随着退火温度的升高,颗粒膜巨磁电阻（GMR）效应不断增大,当达到最佳退火温度之后,GMR值又随退火温度的升高而降低.当退火温度为425℃时,Dy₄(Co₂₁Cu₇₉)₉₆薄膜的巨磁电阻效应达到最大,GMR值为-4.68%.退火前后样品磁滞回线的变化表明薄膜中发生了从超顺磁性到铁磁性的转变,矫顽力H_c随退火温度的升高逐渐增大.     

溶胶-凝胶法制备具有室温铁磁性的Ti_(0.975)Co_(0.025)O_2纳米颗粒

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Co掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能.研究发现:退火温度较低时样品为锐钛矿结构,在823K时出现少量金红石相,当退火温度为873K时,样品基本转变成金红石结构,同时析出少量CoTiO3.退火温度同时对样品的磁性有较大影响.随着退火温度的升高,样品室温下的M-H曲线由顺磁形式向铁磁形式转变.退火温度为873K时,我们得到了具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒.     

磁控溅射法制备的不同浓度Cr掺杂ZnO薄膜磁性研究

采用磁控溅射法在硅片上制备Cr掺杂ZnO薄膜材料,通过控制共溅时间来控制掺杂浓度.晶体结构分析表明所有样品均为ZnO纤锌矿结构,没有观测到其他杂相峰.Cr掺杂ZnO薄膜具有c轴择优取向.磁性测试结果表明,不同浓度Cr掺杂ZnO薄膜具有室温铁磁性.掺杂浓度1%薄膜磁性最强,室温饱和磁化强度为0.53μB/Cr.随着掺杂浓度增大,样品磁性减弱,主要是由于掺杂浓度增大反铁磁交换作用增强.     

Cr掺杂ZnO薄膜的制备及磁性机制研究

采用磁控交替溅射方法以及真空退火处理制备了Zn1-xCrO薄膜,采用X射线衍射、X射线光电子能谱、物理性质测量仪对样品的结构、表面形态以及磁学性质进行了测试与分析．测试结果表明所有掺杂样品在室温下均具有微弱的铁磁性,并初步给出了其磁性机制．     

不同氧流量对多孔氧化铪薄膜磁性的影响

采用直流磁控溅射法制备有序多孔氧化铪(HfO_2)薄膜,讨论了不同氧流量制备条件所得样品的室温铁磁性.氧流量为4.67×10~(-8 ) m~3/s时,制备态HfO_2薄膜的饱和磁化强度(M_s)值可高达58 kA/m.实验结果表明,不同氧流量制备条件所获得的薄膜样品,因氧空位的浓度的不同其室温铁磁性有明显差异.该研究有助于理解非掺杂氧化物室温铁磁性的来源,也提出了一种可以改变HfO_2中氧空位缺陷的浓度的方法,为改善其性能提供了一种有效的途径.     

Co离子注入ITO薄膜的磁性研究

ITO薄膜是一类被广泛应用的透明导电氧化物薄膜材料,对其进行磁性离子掺杂,使其具有室温铁磁性而用于自旋电子学器件,具有重要的意义。以ITO薄膜为基体,用MEVVA源注入磁性Co离子,经快速热退火处理后,研究Co离子注入前后薄膜样品的磁性质。经GAXRD和XPS分析,没有发现Co纳米团簇及其氧化物等第二相生成。未注入Co离子的ITO薄膜具有室温铁磁性,其磁性起源于薄膜中少量的VO,Co离子注入后,薄膜样品的饱和磁化强度明显增强,一方面是由于Co-O-Co铁磁耦合对的生成,另一方面是磁性Co离子注入后,促进了样品中磁极化子间的交换相互作用。     

采用溶胶-凝胶法制备ZnO∶Fe3+薄膜

采用溶胶-凝胶法,在Si(111)衬底上制备了ZnO∶Fe3+薄膜,研究了不同退火工艺对其微结构的影响.磁性测量表明,制备的3%以下掺铁样品在室温下具有铁磁性,随着Fe3+浓度的提高,饱和磁化强度增长.     

氧化锌薄膜的制备及掺Co2+对结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶方法在Si(111)衬底上制备了ZnO:Co氧化锌薄膜,利用X射线衍射(XRD)仪和振动样品磁强计(VSM)分别测试了样品的结构和磁性.实验表明,采用溶胶-凝胶方法制备的掺Co2+氧化锌薄膜具有(002)峰的择优取向,同时ZnO:Co薄膜在室温情况下呈现出铁磁性.     

Co掺杂ZnO薄膜退火前后的磁性研究

室温下采用磁控溅射的方法在Al2O3(0001)基片上制备了不同Co含量掺杂的ZnO稀磁半导体薄膜Zn1-xCoxO(x=3%,6%,8%),并进行了500℃的后期真空退火处理.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和振动样品磁强计(VSM)研究了薄膜的结构、光学和磁学性能.结果表明,磁控溅射制备的ZnCoO薄膜中,Co2+离子占据了ZnO中Zn2+离子的位置,但没有改变ZnO的纤锌矿晶体结构,也没有第二杂质相的出现.退火前后薄膜均显示室温铁磁性且磁性大小随Co含量的变化呈相反趋势.磁性大小与晶面间距有一定的关系,分析后认为磁性机制符合束缚磁极子(BMP)模型.     

采用溶胶—凝胶法制备ZnO:Fe~(3+)薄膜

采用溶胶—凝胶法,在S i(111)衬底上制备了ZnO:Fe3+薄膜,研究了不同退火工艺对其微结构的影响.磁性测量表明,制备的3%以下掺铁样品在室温下具有铁磁性,随着Fe3+浓度的提高,饱和磁化强度增长.     

V掺杂ZnO薄膜的室温铁磁性

采用磁控溅射法在Si基底上制备了Zn1-xVxO系列薄膜样品,X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构,没有发现其他的衍射峰存在.研究发现,c轴晶格常数随着掺杂浓度的增加而增大.原子力显微镜测量表明样品中的颗粒分布均匀,没有发现团聚物.磁性测量表明,直接沉积的样品具有顺磁性,而经真空退火的所有样品都具有明显的室温铁磁性,且随着掺杂浓度的增加,样品的饱和磁化强度增加.     

Cu掺杂ZnO纳米薄膜的制备与磁性

通过溶胶-凝胶旋涂法,在Si基底上制备Cu-ZnO薄膜,并对其微观结构、表面形貌和磁性进行研究.XRD和SEM结果显示,Cu的掺杂并没有改变ZnO薄膜的六角纤锌矿结构,并且适度的掺杂提高了ZnO纳米薄膜的结晶质量.磁性分析结果显示,掺Cu后的样品均显示出室温铁磁性,在一定掺杂范围内,样品的磁性逐渐增强,当Cu的掺杂量达到质量分数9%时,由于出现了反铁磁性的CuO,导致磁性减弱.综合分析表明,样品室温铁磁性来源于Cu~(2+)-O~(2+)-Cu~(2+)磁交换耦合作用.     

退火温度对Cu、Co共掺ZnO多层膜结构与磁性的影响

以Si片为衬底,利用磁控溅射法制备了Cu、Co共掺ZnO多层膜样品,并在氩气气氛下选取500℃、550℃、600℃和650℃作为退火温度进行退火处理.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)对所制备样品的结构、元素的化学价态和样品的磁性进行研究.结果表明,退火温度对Cu、Co共掺ZnO多层膜样品的结构及饱和磁化强度产生了一定的影响.     

真空退火对Co/Ru多层膜磁阻性能的影响

采用超高真空电子束蒸镀的方法制备了Co/Ru金属多层膜,通过透射电镜、X射线衍射分析等结构分析仪器、磁性测试手段对薄膜的、微观与局域结构及磁性进行了研究.对Co/Ru多层膜样品进行真空退火处理,研究了退火后界面的变化及其对磁性和磁电阻性能的影响.退火增加了多层膜界面与表面的粗糙程度.Co/Ru界面处的互扩散和混合程度逐渐增大,多层膜的周期性有所降低.随着退火温度的升高,负磁阻逐渐减小,同时高场下开始出现正磁阻.     

N掺杂SiC薄膜的制备及磁有序

采用磁控溅射技术制备了N掺杂SiC薄膜,利用X线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、物理特性测试系统对薄膜成分、结构、磁性进行了表征.结果表明,N掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,N掺杂含量对薄膜的室温铁磁性具有很大的影响,薄膜室温铁磁性可能是由于N替代C来控制Si空位缺陷的电荷态和自旋极化产生的.     

一种制备纳米多孔金膜的方法

提出了一种制备纳米多孔金膜的新方法.将金和铜的合金进行热退火处理,然后利用稀酸进行腐蚀,制备纳米多孔薄膜;比较了合金配比和稀酸种类对薄膜形貌的影响;并利用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子谱(XPS)对薄膜的形貌和组分进行了表征.     

Co-Pd纳米管阵列的制备及其磁特性

用直流电化学沉积方法,通过改变沉积电压,在多孔阳极氧化铝(AAO)模板中制备了Co-Pd合金纳米管阵列,分别用扫描电镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的形貌和磁学性质进行了测试.SEM结果显示,纳米管阵列均匀有序;样品磁性测试结果表明,外场垂直于纳米管轴时的剩磁比(Mr/Ms)比外场平行于纳米管时的剩磁比大,且矫顽力(Hc)随着Co含量的增加而增加.在真空500 ℃退火后,样品矫顽力有明显增大.