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文檔簡介
1、稀磁半導(dǎo)體的成功研制可為未來多功能自旋電子器件的開發(fā)打下基礎(chǔ)。本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個方面對氧化鋅（ZnO）基稀磁半導(dǎo)體進(jìn)行了研究。
在理論方面，通過對ZnO基稀磁半導(dǎo)體第一原理計(jì)算，發(fā)現(xiàn)錳（Mn）的d帶的上自旋態(tài)局域在價(jià)帶，且被電子填滿而下自旋態(tài)與上自旋態(tài)之間有帶隙。因此很難出現(xiàn)鐵磁交換作用，體系若出現(xiàn)鐵磁性需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿诫s。對各種摻雜情況進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)氮（N）摻雜、鋰（Li）摻雜和Zn空位的存在可導(dǎo)致體系出現(xiàn)有效的鐵磁交
2、換作用，而氧空位的存在對體系鐵磁性的出現(xiàn)沒有貢獻(xiàn)。對比Mn摻雜和鈷（Co）摻雜兩種情況的分析，我們發(fā)現(xiàn)Mn摻雜的ZnO體系若要出現(xiàn)鐵磁性需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膒型摻雜；而對于Co摻雜的ZnO體系不需要p型摻雜也可能出現(xiàn)以自由電子為媒介類似于RKKY的交換作用。
在實(shí)驗(yàn)方面，用陶瓷工藝研制出了Mn摻雜ZnO基稀磁半導(dǎo)體體材。XRD測試表明，在500℃時(shí)燒結(jié)出來的樣品沒有雜質(zhì)相存在，而在900℃燒結(jié)時(shí)有Mn的氧化物存在。樣品的磁性能測
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