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在非铁磁材料低维化后发现的室温铁磁性,不仅突破了人们对铁磁性起源于磁性离子间交换作用的传统认识,而且为寻找新型功能磁性材料提供了途径。本文以研究低维非铁磁性材料的铁磁性起源及磁输运特性为目的,围绕零维和二维非铁磁材料,采用热分解法、水热法和化学气相沉积法等多种手段制备样品,并系统地研究了样品结构与铁磁性、磁电阻之间的关联。具体创新性结果如下:1.阴离子缺陷是零维氧化物、硫化物纳米颗粒中室温铁磁性的物理来源。利用前驱物热分解法、沉淀法及水热法制备了NiO、ZnO及两种结构的CdS纳米颗粒。结构及磁性测试表明样品具有随晶粒直径减小而逐渐增强的室温铁磁性。利用表面元素分析和光谱分析发现了样品表面存在着阴离子缺陷,且缺陷浓度随晶粒直径的减小而增大。通过第一性原理计算和样品热处理后磁性的变化,证明了样品的室温铁磁性起源于晶粒表面及界面处的阴离子缺陷。2.缺陷及边界效应是二维硫化物纳米片具有高居里温度铁磁性的原因。利用化学气相沉积法在常压及无需基底处理的条件下生长了原子级厚度的MoS2和WS2纳米片。通过磁性表征发现,MoS2和WS2纳米片都具有本征的铁磁性,且室温下饱和磁化强度可以达到约0.8 emu/g和0.2 emu/g。对变温磁性测试结果的分析拟合表明,MoS2和WS2纳米片的居里温度分别为865 K和820 K。利用结构表征发现纳米片中存在较多的缺陷和位错,结合临界指数的拟合结果,证明了缺陷、位错及锯齿状边缘的净余磁矩是二维铁磁性的来源。3.以缺陷散射为主导的弱局域化和洛伦兹力是二维石墨烯体系磁电阻效应的主要来源。利用化学气相沉积法生长了大面积石墨烯。结构表征证明单层石墨烯中存在较多缺陷。输运性质测量表明样品表现出半导体性质的电阻率-温度关系,且多子为空穴。磁电阻测试表明样品具有多种机制的磁电阻效应。通过变温和转角度的磁电阻曲线测试及拟合证明,样品的正磁电阻来源于洛伦兹力,负磁电阻来源于弱局域化。同时,还利用载流子在强漂移场下的退相干解释了弱局域化磁电阻受偏压调制的现象。