ZnO基納米稀磁半導(dǎo)體及CdS納米半導(dǎo)體的制備與性能研究.pdf

1、金屬氧化物、Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ等納米半導(dǎo)體材料的有別于塊體的獨(dú)特的功能性質(zhì)已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，是當(dāng)今先進(jìn)材料領(lǐng)域的研究前沿與熱點(diǎn)之一。納米稀磁(DMSs)半導(dǎo)體由于非磁性半導(dǎo)體中的部分原子被微量過渡金屬或稀土元素等具有固有磁矩的順磁性離子取代，順磁性離子的局域磁矩將會(huì)與帶電電子形成強(qiáng)的自旋-自旋交互作用，而兼具有半導(dǎo)體和磁性材料的性質(zhì)，其電荷和電子自旋在自旋電子器件中具有潛在的應(yīng)用。同時(shí)稀磁半導(dǎo)體還具有磁光電效應(yīng)、磁性離子和載流子交換互作

2、用所引起的巨g因子效應(yīng)、巨法拉第旋光效應(yīng)等許多新的物理效應(yīng)，所以稀磁半導(dǎo)體的研究不僅豐富磁學(xué)和半導(dǎo)體理論，同時(shí)為一些新技術(shù)的發(fā)展提供了有利的條件，而引起了眾多科研工作者的關(guān)注。
　　 2000年Dietl預(yù)言了過渡金屬摻雜ZnO基稀磁半導(dǎo)體存在室溫鐵磁性的理論，再次掀起了研究者對(duì)ZnO性質(zhì)的研究的高潮。目前，在ZnO基的稀磁半導(dǎo)體的研究體系中，F(xiàn)e、Co、Ni、Mn、Cu等多種過渡金屬元素已經(jīng)作為摻雜對(duì)象進(jìn)入研究者的視野。

3、>　　 同樣，CdS也是一種非常重要的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體，其禁帶寬度為2.42eV。由于物理、化學(xué)性質(zhì)與材料本身的尺寸有關(guān)，而引起廣泛關(guān)注。在光敏電阻、光學(xué)傳感器、光催化、太陽能電池、生物醫(yī)學(xué)和電致發(fā)光器件等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是最具有前景的材料之一。
　　 采用水熱法成功制備了不同摻雜濃度的Zn1-xFexO、Zn1-xNixO(x=0、0.01、0.05、0.10和0.20)納米稀磁半導(dǎo)體材料和CdS納米半導(dǎo)體，并利

4、用X射線衍射(XRD)對(duì)樣品的晶格參數(shù)進(jìn)行了表征;利用透射電子顯微鏡(TEM)和相應(yīng)選區(qū)電子衍射(SAED)觀察了樣品的形貌及微觀結(jié)構(gòu);由X射線能量色散分析譜儀(XEDS)測(cè)定了樣品的組成元素;依據(jù)拉曼光譜(Raman)分析了樣品的結(jié)構(gòu);采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-vis)和光致發(fā)光光譜(PL)對(duì)樣品的光學(xué)性能進(jìn)行了分析;樣品的磁滯回線由振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)進(jìn)行測(cè)量。
　　 結(jié)果分析表明:隨著Fe離子的摻入，Zn1-xFe