稀磁半導(dǎo)體CoTiO-,2-的磁性及微結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、稀釋磁性半導(dǎo)體(dilutedmagneticsemiconductors,DMS)是指Ⅱ-Ⅴ族，Ⅱ-Ⅵ族Ⅲ-Ⅴ族或者Ⅳ-Ⅵ族化合物中，由磁性過波族金屬離子或稀土金屬離子部分替代非磁性陽離子所形成的新一類半導(dǎo)體材料。DMS可能同時(shí)利用載流子的自旋和電荷自由度構(gòu)造將磁、電集于一體的半導(dǎo)體器件，在自旋電子學(xué)中具有巨大的應(yīng)用前景，引起了人們的廣泛關(guān)注。但是這類材料一般居里溫度都很低，不適于實(shí)際應(yīng)用。自從2001年Y.Matsumoto等人報(bào)道

2、，少量Co注入TiO2而形成的稀釋磁性半導(dǎo)體具有室溫鐵磁性，并具有每原子0.32μB的磁矩，由于TiO2是禁帶較寬的半導(dǎo)體，而且具有很蘿優(yōu)良的性質(zhì)，對其室溫鐵磁性的研究成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。大量的工作斂力于鐵磁性的來源，Co在TiO2中的存在狀態(tài)等方面。 本文應(yīng)用對靶磁控濺射法以玻璃為基底制備了CoTiO2薄膜。利用掃描探針顯微術(shù)(SPM)，X射線衍射方法(XRD)以及振動樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對所制得的薄膜樣品磁性和微結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)

3、行了研究。并系統(tǒng)的研究了分別在不同的Co摻雜量以及不同的退火溫度對TiCoO2溥膜結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)Co的加入對CoTiO2的銳鈦礦結(jié)構(gòu)形成有重要影響。較少的摻雜量有利于Co進(jìn)入到銳鈦礦晶格之中。原子力顯微鏡(AEM)表明薄膜樣品具有光滑的表面，結(jié)合磁力顯微鏡(MFM)分析得到樣品中沒有磁性的Co金屬顆?；蛘邎F(tuán)簇，通過分析進(jìn)而證明了Co在薄膜中是以+2價(jià)離子狀態(tài)存在，而且Co進(jìn)入到TiO2的晶格中并取代了銳鈦礦結(jié)構(gòu)中的Ti，即磁性來自Co