射频溅射法制备Pb1—xCoxSe薄膜及物性研究

利用复合靶共溅射法制备了半磁性半导体Ｐｂ１－ｘＣｏｘＳｅ薄膜研究了薄膜的成分结构以及电阻率－温度特性和磁化率温度特性间的关系，结果表明，由于Ｃｏ离子介入，Ｐｂ１－ｘＣｏｘＳｅ发生了由金属特性的向半导体特性的转变，在充分低的温度下，并伴有磁相转变，磁相转变温度与磁性离子浓度相关，磁化率的相对变化幅度与磁性离子浓度有关。     

钴、锰掺杂氧化锌薄膜的制备和特性研究

在200～500℃的衬底温度范围内,用电子束蒸镀法在Si衬底上制备了沿[002]取向的Zn0.80Co0.15Mn0.05O薄膜。这些薄膜都具有室温铁磁性,薄膜磁性随衬底温度的增大,在400℃出现极大值。X射线分析则表明,除200℃制备的薄膜结晶和取向较差外,其它温度的薄膜都沿C轴高度取向,(002)面间距和衍射峰半高宽(FWHM)接近相等。讨论了衬底温度对薄膜晶体结构和磁性的影响。     

还原反应法制备的Fe3O4薄膜的结构和磁性

本文采用还原反应法[1],在Ar H2气体氛围中,射频磁控溅射制备Fe3O4薄膜.薄膜沉积在室温的[100]热氧化硅基体上,对薄膜样品进行X射线衍射(XRD)和电阻率(ρ)测量,结果显示在H2:Ar=γ=2%,或3%时薄膜的成分完全是Fe3O4,并且具有沿[111]方向取向生长的特性.对薄膜(γ=3%)进一步研究,发现该薄膜的表面成分为Fe3O4;在120K附近发生Verwey转变,其导电机制以电子的变程跳跃(VRH)为主;饱和磁化强度为440emu/cm3;在5特斯拉的外场中有4.6%的室温磁电阻.     

溶胶-凝胶法制备的Co0.7Fe2.3O4纳米晶薄膜结构与磁性

采用柠檬酸溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了钴铁氧体Co0.7Fe2.3O4纳米晶薄膜.用X射线衍射仪、振动样品磁强计对不同热处理温度样品的结构及磁性进行了测量与分析.测量结果表明,退火400℃时样品已生成单一的尖晶石结构,晶粒尺寸变化范围在15~33 nm之间,样品的磁性能强烈地依赖于退火温度的变化;550℃时退火样品获得最大矫顽力1475 Oe.Co0.7Fe2.3O4薄膜还具有平行膜面方向的择优取向.     

Zn0.93Co0.07O纳米薄膜材料的磁性机制研究

采用磁控溅射方法制备了氮掺杂的Zn0.93Co0.07O系列和Al掺杂的Zn0.93Co0.07O薄膜样品,系统研究了样品的结构、形貌及磁学性能,讨论了样品中铁磁性的产生机制．实验结果表明：所制备的薄膜样品均为单一的纤锌矿结构,没有检测到其他物相．薄膜的表面生长均匀,并观测到清晰的磁畴结构．磁性测量结果表明所有的样品均呈现室温铁磁性,样品的饱和磁化强度随着Al含量的增加而增加,随着氮含量的增加而降低．我们认为在Co掺杂的ZnO稀磁半导体中,铁磁性相互作用是通过电子作为载流子来传递的．     

V、Mn掺杂ZnO薄膜的掺杂特性及制备工艺研究

本文采用溶胶一凝肢法制备掺杂Mn的ZaO薄膜,井直流磁控溅射V掺杂的ZnO薄膜,研究Mn、V掺杂浓度以及制备工艺对于ZnO薄膜微观组织和电学性能的影响。研究发现,溶胶一凝胶法制备ZnO薄膜,最佳熟处理温度为450℃前烘和700℃退火处理结合。掺杂ZnO薄膜结构显示,Mn、V离子部分替代Zn离子进入ZnO晶格的内部。Mn掺杂ZnO薄膜浓度约为1％时,或V元素掺杂浓度为2％时,ZnO薄膜中的（002）晶向的衍射峰最强,显示出一定的C轴择优生长性。     

CN_x薄膜的制备及电子结构

采用反应溅射方法制备了氮化碳薄膜,研究了反应气体压力、溅射功率对薄膜形成的影响,并用Ｘ射线电子能谱（ＸＰＳ） 和富里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）对样品的电子结构进行了分析．结果表明：反应气体Ｎ２ 的压力太高或太低、溅射功率太大或太小,均不利于氮化碳膜的形成;在Ｎ２ 压力为８ Ｐａ、溅射功率为２００ Ｗ 时,薄膜的氮原子数分数得到最大值４１％ ;ＸＰＳ和ＦＴＩＲ分析结果揭示了膜中没有自由的Ｎ原子,所有的Ｎ原子均与Ｃ原子作用形成化学键,而且Ｃ Ｎ 单键、Ｃ Ｎ 双键、Ｃ Ｎ 三键共存．膜中Ｃ Ｈ 和Ｎ Ｈ 振动模式的存在,说明沉积在Ｓｉ 衬底上的氮化碳薄膜有较强的从空气中吸收氢的能力．     

氮化铁薄膜的结构及磁性研究

采用直流磁控溅射方法，以Ar／N2作为放电气体在玻璃基片上沉积了单相γFe4N薄膜，采用X射线衍射（XRD）和超导量子干涉仪（SQUID）对所制备的样品进行了结构和磁性性能分析，研究了基片温度对薄膜的结构和磁性性能的影响。     

锂离子电池正极材料LiCu0．05Mn1．95O3.9V0．1的结构与电化学特性

以溶胶-凝胶法合成了阴阳离子复合掺杂尖晶石型锰酸锂正极材料LiCu0.05M0．95O3.9F0.1 ,XRD表征合成产物具有良好的尖晶石结构；SEM测试表明所合成产物的颗粒达到了亚微米级，且分布均匀，形貌较好。以该物质作为锂离子电池的正极材料组装成扣式电池，经充放电循环测试可知：LiCu0.05Mn1.95O3.9F0.1材料比LiMn2O4正极材料能够更好地抑制电池的可逆容量在充放电过程中的衰减，循环性能有了很大改善，表现出很好的电化学可逆特性。     

锂离子电池正极材料LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4的研究

通过对尖晶石LiMn2O4进行掺杂研究，发现LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4是一种很好的锂离子电池正极材料，LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4的大电流（50mA/g≈0.5C)比容量可达98mAh/g，在稳定衰减期，平均每循环周期衰减0.0057mAh/g，采用LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4作为锂离子电池的正极材料，可以使锂离子电池在价格和循环寿命上都得到很大的改变。     

氧分压对Zn0.99Mn0.01O稀磁薄膜结构和磁学特性的影响

采用脉冲激光沉积技术在Al2O3衬底上制备了Mn掺杂的ZnO稀磁薄膜.通过不同氧压下所制备样品的微观结构、光学性质和铁磁特性分析,研究了氧分压对Zn0.99Mn0.01O稀磁薄膜微观结构和磁学特性的影响.结果表明,所沉积薄膜均具有良好的c轴择优取向.在氧分压为5 Pa时得到的(002)衍射峰半高宽最小,但薄膜的室温铁磁...     

结构无序对磁性薄膜磁特性的影响

采用Monte Carlo模拟方法研究了结构无序对磁性薄膜磁特性的影响,其中交换耦合常数J通过Monte Carlo随机发生器使其具有一定的涨落δJ,并遵从一定的概率分布.模拟结果表明,随着交换耦合常数J的涨落δJ的变化,磁性薄膜的磁化强度M随温度T的变化有相当大的差异,同时,磁性薄膜的居里温度TC随δJ的增大而逐渐减小.     

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.     

Co掺杂ZnO薄膜的结构及光磁性能研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.01,0.03,0.05,0.08,0.12)薄膜.利用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了ZnO:Co薄膜的表面形貌和微结构.结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,尤其是当掺杂浓度为12%时,薄膜c轴择优取向最为显著.振动样品磁强计(VSM)测量表明Zn1-xCoxO薄膜具有室温铁磁性.室温光致发光测量发现,所有样品的PL谱中都出现了较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,分析认为这主要是由于Co元素的掺入改变了薄膜的禁带宽度、锌填隙缺陷和氧位错缺陷浓度,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.基于上面的测量结果,探讨了不同波段光发射的机理与掺杂状态之间的关系.     

Co_(1-x)Mg_xFe_2O_4薄膜的制备及其磁性研究

采用溶胶—凝胶旋涂法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了Co1-xMgxFe2O4(x=0,0.05,0.10,0.15)薄膜材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和振动样品磁强计对样品的结构、形貌、膜厚和磁性进行了研究.讨论了Mg含量对复合薄膜的结构、晶粒尺寸和磁性的影响.结果表明,薄膜为立方尖晶石结构,CMFO薄膜表面光滑平整,晶粒排列紧密.薄膜表现出良好的铁磁性,适量的掺杂Mg2+离子可明显改善钴铁氧体的磁性,随着Mg含量的增加,饱和磁化强度先增加后减小,矫顽力呈现逐渐减小趋势.     

DyFeCo磁光薄膜的制备和特性研究

本文采用射频磁控溅射方法制备了ＤｙＦｅＣｏ非晶磁光薄膜，研究了氩气压，溅射功率对ＤｙＦｅＣｏ薄膜性能的影响，实验表明：反射率随氩气压升高而降低，矫顽力随氩气压升高而逐渐增大，达到一定值时克尔回线反向，随后矫顽力又逐渐减少，高气压下的矫顽力温度特性较低气压下的矫顽力温度特性要好，但氩气压进一步升高，磁光克尔回线矩形度变差，本征磁光克尔角随氩气压升高而增大，到达最大值后又逐渐减少。反射率随溅射功率增加而升高，到达最大值后又逐渐下降，矫顽力随溅射功率增加而逐渐增大，到达最大值后，磁光克尔回线反向，然后矫顽力又逐渐减小。为了满足高信噪比，记录信息稳定的磁光记录要求，氩气压选为３．５—５．５Ｔｏｒｒ、溅射功率选为３００Ｗ—３５０Ｗ较佳。     

γ′-Fe4N薄膜的制备及其磁性

采用直流磁控溅射方法, 以Ar/N₂为放电气体（N₂/(Ar+N₂)=10％）, 在玻璃和NaCl(100)单晶片上分别沉积获得Fe-N薄膜样品. 利用X射线衍射(XRD)、 原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉仪(SQUID)对样品的结构、 形貌和磁性能进行分析, 研究基片和基片温度等条件对薄膜的影响. 结果表明, 以NaCl单晶为基片获得单相γ′-Fe₄N薄膜, 与玻璃基片相比可降低其生成的基片温度并可扩大形成温度的范围, 且比饱和磁化强度略有增大.      

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.     

Mn0.6Zn0.4Fe2O4/α-Fe2O3复合材料的磁性和电阻率温度关系研究

采用化学共沉淀法制备了Mn0.6Zn0.4Fe2O4和α-Fe2O3纳米微粉,进而利用陶瓷工艺制备了(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)1-x/(α-Fe2O3)x纳米晶复合块体材料.详细研究了(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)1-x/(α-Fe2O3)x样品的相结构、磁学性质和电阻率的温度依赖性.研究发现在Mn0.6Zn0.4Fe2O4中掺入适量的α-Fe2O3可改善材料的高频软磁性能,也可改善样品电阻率的温度灵敏度.从而为锰锌铁氧体性能的改善提供了新的线索.     

高温退火Fe3O4薄膜的结构和磁输运性质研究

利用直流反应磁控溅射方法制备了厚度为480nm,不同掺氧量γ的Fe3O4薄膜,再经过480度80分钟的高温退火处理.系统研究了薄膜的微结构和电、磁输运性质,发现随掺氧量增大,薄膜的电阻率从20.6增大到1100mΩcm,磁滞回线和磁电阻曲线表明在磁特性方面高掺氧量薄膜明显优于低掺氧量薄膜,当掺氧量为0.675:50时室温下薄膜有最大磁电阻2.1%.X射线衍射表明所有的Fe3O4薄膜都显示出外延生成倾向,磁电阻随温度变化曲线证实薄膜在低温时经历Verwey转变.综合比较表明掺氧量为0.65:50和O.675:50的薄膜具有最佳的结构和电磁特性.