论文部分内容阅读
本文采用湿化学法制备了具有室温铁磁性的Ni掺杂ZnO稀磁半导体纳米材料,使其同时具有电子的电荷属性和自旋属性,在高密度非易失性存储器、磁感应器、光隔离器、半导体集成电路、半导体激光器和自旋量子计算机等领域有广阔的应用前景。我们利用PPMS系统、振动样品磁强计、X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线电子能谱仪、电子能量损失谱、扫描电子显微镜等分析测试手段,研究了Ni掺杂ZnO纳米颗粒的微观结构特征、磁学特性、组成成分等特点,以及退火处理后的这种纳米颗粒结构、性能等的变化情况。
实验结果表明,以乙酸镍、乙酸锌为前驱物,以四甲基氢氧化胺为沉淀剂,在水浴条件下可以制备出Ni掺杂ZnO稀磁半导体纳米颗粒。并且在室温条件下,1%的Ni元素掺入ZnO就可以表现出很明显的铁磁性。通过透射电镜的测试分析,没有发现这种样品中有其他有磁性的物质存在,因此,磁性的来源可能是由于Ni掺杂所引起的。将这种样品分别在600℃、900℃下退火处理,发现纳米颗粒的形貌发生了变化,而且磁性增强了几十倍。这时,样品中发现有立方结构的Zn掺杂NiO纳米颗粒的存在。
综上所述,在水热条件下,以乙酸锌、乙酸镍为前驱物,以四甲基氢氧化胺为沉淀剂,通过在水溶液中的反应,可以制备出具有室温铁磁性的Ni掺杂ZnO稀磁半导体纳米颗粒。对这种稀磁半导体进行退火处理,会改变它的形貌,使磁性增强几十倍。