過(guò)渡金屬氧化物磁半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)與磁性研究：Co3O4和Co摻雜ZnO.pdf

1、3d過(guò)渡金屬氧化物磁半導(dǎo)體(OMS)因具有高溫鐵磁性而在未來(lái)的自旋電子器件中有著廣泛應(yīng)用前景。調(diào)控OMS中磁性離子間的相互作用及其磁性離子在基體中的分布特征對(duì)于促進(jìn)其在自旋電子器件中實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。本論文利用同步輻射X射線吸收譜學(xué)技術(shù)(XAFS)，結(jié)合高分辨透射電鏡(HRTEM)、超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)和X射線光電子能譜(XPS)等實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究了還原氧化石墨烯(RGO)調(diào)控Co3O4量子點(diǎn)磁學(xué)性質(zhì)以及共摻雜離子調(diào)控Co離子在Zn

2、O基體中分布特征的內(nèi)在機(jī)理。這些結(jié)果為人們尋找并制備出實(shí)際可用的磁性半導(dǎo)體提供了實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
　　1、石墨烯調(diào)控Co3O4量子點(diǎn)的磁相互作用
　　利用XAFS、XPS、HRTEM和SQUID等技術(shù)研究了RGO調(diào)控Co3O4量子點(diǎn)磁學(xué)性質(zhì)的微觀機(jī)理。SQUID測(cè)量結(jié)果表明雜化RGO后，Co3O4量子點(diǎn)的飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力分別從0.4 emu/g增加到2.2 emu/g和從100 Oe增加到513Oe。XAFS和XPS等實(shí)

3、驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明RGO和Co3O4量子點(diǎn)之間的電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致了部分Co3+(Oh)轉(zhuǎn)變成Co2+(Oh)，進(jìn)而將Co2+（Td）之間的磁相互作用從反鐵磁轉(zhuǎn)變成鐵磁性。這是導(dǎo)致與RGO雜化后，Co3O4量子點(diǎn)磁學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的根本原因。
　　2、共摻雜(Cr、Cu、Li)調(diào)控Co原子在Co摻雜的ZnO磁性半導(dǎo)體中的分布
　　利用XAFS和XPS等技術(shù)研究了共摻雜原子(Li、Cu、Cr)對(duì)Co原子在Co摻雜ZnO薄膜中分布形式的影