新型稀磁半导体Zn＿（1－x）Co＿xS光谱特性的实验研究

在７３～３００Ｋ温度范围内，首次测量了不同组分的新型稀磁半导体Ｚｎ＿（１－ｘ）Ｃｏ＿ｘＳ（ｘ＝０．００１，０．０１，０．０３，０．０４８，０．０５３，０．０６３）的近红外和可见区的吸收光谱和磁圆二色谱。观测到一系列吸收峰和磁圆二色谱峰，两者互相对应，其峰位与样品组分ｘ值无关。它们分别对应于Ｃｏ￣（２＋）离子在Ｔ＿ｄ对称的晶体场中不同能级间的跃迁。     

稀磁半导体Cd＿（1－x）Mn＿xTe，Cd＿（1－x）Fe＿xTe的巨法拉第效应

用消光法、交替磁场法和磁光调制法测量了不同温度下、不同组分的稀磁半导体Ｃｄ＿（１－ｘ）Ｍｎ＿ｘＴｅ和Ｃｄ＿（１－ｘ）Ｆｅ＿ｘＴｅ的巨法拉第效应。实验表明：对较高组分的，法拉第旋转角为负，用单振子模型能很好地描述实验结果。稀磁半导体Ｃｄ＿（１－ｘ）Ｆｅ＿ｘＴｅ表现出与Ｃｄ＿（１－ｘ）Ｍｎ＿ｘＴｅ同量级的巨法拉第效应，当组分较低时，法拉第旋转角随入射光子能量出现由正到负的变化，必须用多振子模型才能很好解释实验结果。当样品很薄或磁场较低时，磁光调制法以其很高的测量精度显示出巨大的优越性。     

稀磁半导体Zn1—xCoxS光谱的理论解释

以Co^2 自由离子的3d电子径向波函数为基础,对Zn1-xCoxS中的电子去延伸效应进行了理论研究,引入了电子云延伸效应系数k,得到了Zn1-xCoxS中Co^2 离子的最优化3d电子径向波函数,并由此得到了Zn1-xCoxS的光谱。结果表明：应用晶体场理论,考虑到电子云延伸效应的修正,对于研究稀磁半导体的光谱性质是方便有效的。同时也从物理学本质上解释了电子云延伸效应。     

III-V稀磁半导体研究进展

低温分子束外延技术的应用，使高浓度掺杂的Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体得以成功制备，与现代半导体器件兼容．本概要地回顾了磁性半导体的发展历史，介绍了目前的实验，应用及理论进展．     

稀磁半导体Zn_(1-x)Co_xS光谱的理论解释

以Co2 + 自由离子的 3d电子径向波函数为基础 ,对Zn1-xCoxS中的电子云延伸效应进行了理论研究 .引入了电子云延伸效应系数κ ,得到了Zn1-xCoxS中Co2 + 离子的最优化 3d电子径向波函数 ,并由此得到了Zn1-xCoxS的光谱 .结果表明 :应用晶体场理论 ,考虑到电子云延伸效应的修正 ,对于研究稀磁半导体的光谱性质是方便有效的 .同时也从物理学本质上解释了电子云延伸效应 .     

稀磁半导体Zn1-xNixO的制备、结构和磁性

用溶胶凝胶法合成Zn1-xNixO(x=0.03,0.05,0.10)系列化合物,利用X-射线衍射、磁强计对该系列化合物进行了结构和磁性表征.结果表明一定量的Ni离子进入ZnO的晶格中,形成稳定的纤锌矿型固溶体,空间群为P63 mc,晶胞参数随Ni掺入量稍有变化.该系列化合物表现为铁磁性,其居里-外斯温度随其成分稍有变化,并且表现出磁性离子的轨道磁矩并未完全淬灭.     

Zn1-xCoxO稀磁半导体的XAFS研究

利用XAFS技术研究溶胶-凝胶法制备的Zn（1-x）CoxO稀磁半导体材料结构随Co含量（x）的变化．结果表明在低含量的Co掺杂ZnO（x=0．02，0．05）时Co^2＋离子完全进入ZnO晶格中，替代了Zn^2＋离子，并且造成了Co^2＋离子周围局域结构的膨胀．当Co的含量x增加到0．10或更高时，只有一部分的Co^2＋离子进入晶格，剩余的Co^2＋和Co^3＋析出晶格形成Co3O4相．     

ZnO基稀磁半导体的研究进展

现在的信息技术主要利用电子的电荷自由度去处理和传输信息,利用电子的自旋自由度去存储信息.而稀磁半导体同时利用了电子的电荷属性和自旋属性进行信息处理和存储,使其成为了一类新型的半导体.稀磁半导体具有很多特殊的性质,在高密度存储器、半导体集成电路、半导体激光器和量子计算机等领域将会有广阔的应用前景.本文主要介绍了近年来世界各国研究小组采用不同方法合成的ZnO基稀磁半导体,对其磁性进行了系统研究,分析了铁磁性产生的机理.     

室温稀磁半导体Zn_(0.9)Ni_(0.1)O纳米棒的制备与表征

利用溶胶-凝胶方法制备了Zn0.9Ni0.1O纳米棒.运用X射线衍射分析表明样品中不存在镍及镍的氧化物,镍进入晶格中取代了部分Zn原子的位置.SEM显示煅烧温度是影响其形貌的主要因素.随着温度的升高,样品形貌逐渐从棒状变为颗粒状.样品的磁学性能由振动样品磁强计测量,发现在室温下存在明显的铁磁性,并且通过M-T曲线得到Zn0.9Ni0.1O居里温度为575 K左右,表明其磁性来源于稀磁半导体.     

稀磁半导体MnTe和CrTe的微观结构及电磁性能

基于密度泛函理论的VASP软件包,研究CrTe和MnTe晶胞的稳定性和电磁性能,并对比具有相同结构的CrTe和MnTe在稳定性和电磁性能方面的差异.结果表明,稳态的CrTe为具有NiAs结构的铁磁体,其闪锌矿结构(ZB)、纤锌矿结构(W)和岩盐结构(RS)为亚稳态结构,该亚稳态结构均为半金属性质.     

Co掺杂对Zn1-xCoxO稀磁半导体光学性质的影响

溶胶-凝胶法制备了Co掺杂的ZnO基稀磁半导体,研究其粉体和薄膜的结构和光学特性.X射线衍射结果表明Co2 随机替代Zn2 位置进入ZnO晶格,并引起晶格常数的变化.紫外-可见透射光谱表明样品的禁带宽度随着Co掺杂浓度的增大呈现非单调变化规律,低浓度掺杂样品的光学带隙随掺杂浓度增大而减小(红移),这是由于Co2 替代Zn2 ,局域d电子与能带电子之间的sp-d交换耦合引起的.     

关于稀磁合金磁学性质的自洽BL方法

将 Salzberg 等发展的低温 Bethe 格点方法进行了自洽修正后推广到了整个温区,计算了稀磁合金 A_xB_(1-x)(其中A为磁原子,自旋为S,B为非磁原子,自旋为零)的局域磁矩,居里温度和磁化率。结果表明,自洽 Bethe 格点方法改进了分子场理论近似,所得结果比较可靠,它适用于研究实际稀磁合金的磁学性质。