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oe1(光电查) - 科学论文

30 条数据
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  • 镍掺杂二氧化钛薄膜的合成与表征

    摘要： 通过喷雾热解技术合成了绝缘性Ti1-xNixO2（x=0.00、0.05、0.10和0.15）薄膜。所有薄膜均结晶为TiO2的多晶锐钛矿相，但在Ni离子浓度较高的薄膜中还观察到微弱的NiTiO3相特征峰。光学吸收分析表明，当TiO2基质中Ni离子添加浓度达到x=0.10时，带隙呈非单调递减趋势，从3.67eV降至3.59eV。M-H测量揭示了镍掺杂TiO2薄膜在室温下存在铁磁有序态。饱和磁化强度计算值表明，所观察到的铁磁性并非由镍团簇或其他铁磁相偏析所致。薄膜的绝缘特性说明，这种铁磁有序最可能源于氧空位或缺陷形成的束缚磁极子之间的铁磁相互作用。

    关键词： 铁磁性、镍掺杂二氧化钛、喷雾热解法、光学性能、薄膜

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 二维掺杂镝的MoS2铁磁薄片

    摘要： 磁性二维材料作为自旋电子器件备受关注。然而，设计和合成具有更可控电子结构及更好导电性的磁性二维MoS2晶体仍是重大挑战。本研究通过气液化学沉积法实现突破，成功制备出具有强可调室温铁磁特性的MoS2:Dy薄片。采用XRD、拉曼、TEM、HRTEM和XPS对合成样品进行表征，并通过VSM和Squid研究其磁性能，测得最大饱和磁化强度为0.023 emu/g?；诿芏确汉砺鄣牡谝恍栽砑扑憬沂玖搜诽判缘钠鹪础饕从赟 3p、Mo 4d和Dy 5d轨道间的交换相互作用。结果表明：局域电荷的调控能有效设计二维材料的磁性能，使MoS2成为自旋电子学与电子应用的潜在候选材料，并为其他二维层状材料在自旋电子学应用中提供了新思路。

    关键词： 高压、二维材料、二硫化钼、第一性原理计算、铁磁性、镝掺杂

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 掺锰β-氧化镓的电子结构与磁性能

    摘要： Ga?O?是高功率、高压器件的有前途候选材料。本研究基于密度泛函理论，分析了纯β-Ga?O?的能带结构以及轨道耦合对Mn掺杂β-Ga?O?电子结构的影响。Mn掺杂在带边附近引入杂质能带，导致Ga?O?带隙减小。当Mn掺杂仅替代八面体配位的Ga原子时，掺杂体系具有最稳定的结构和铁磁性，蒙特卡洛模拟预测居里温度为421K。室温铁磁性可归因于强p-d耦合和O-2p轨道的离域化。氧空位和镓空位分别在带隙中引入深施主能级和受主能级。由于Mn掺杂的价态变化，当衬底获得更多载流子时，Mn掺杂会从施主转变为受主。我们的结果不仅解释了实验中观察到的电子和磁学性质，还为设计高性能Ga?O?基器件提供了理论模型。

    关键词： β-氧化镓，密度泛函理论，电子结构，铁磁性

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 稀土与过渡金属掺杂半导体材料 || 镓氮掺杂钆

    摘要： 对具有室温铁磁性的稀磁半导体（DMS）的探索已持续约15年，其理论源头可追溯至Dietl等人2000年的预测：若向宽禁带半导体GaN和ZnO中掺杂5%锰并实现1×102?/cm3的高空穴浓度，这两种材料的居里温度（Tc）将超过300K。尽管该理论提出后不久，众多研究组就报道了看似确凿的室温磁有序证据，但后续十年间该领域始终存在异常激烈的争议。Dietl（2010）总结指出：经过十年研究，GaAs:Mn及相关体系的铁磁性已获公认，但实现300K及以上的Tc仍是该领域核心目标。同期大规模理论学家团队的综述则认为："第一性原理计算结果表明，在此材料范围内获得室温或更高Tc值的可能性极低"（Sato等，2010）。然而直至今日，关于多种DMS材料Tc超过300K的实验主张仍层出不穷。因此有必要从更宏观视角审视特定材料体系——通过对比不同来源的系列样品，判断这些报道是反映DMS材料本身的特性（体系特异性），还是仅体现特定样本的特殊性（样本特异性）。唯有在前者情况下，这些发现才可能对未来需在常温环境下工作的自旋电子器件应用具有实际价值。

    关键词： 铁磁性、室温、氮化镓、钆掺杂、稀磁半导体

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 量子阱结构与生长温度对含InGaAs缓冲层的五层InGaMnAs量子阱的影响

    摘要： 研究了低温分子束外延制备的半绝缘(100)取向衬底上，由InGaAs缓冲层和五层InMnGaAs量子阱构成的多层合成体系受量子阱结构及生长温度的影响。超导量子干涉仪磁化测量表明：在GaAs基体中含InGaAs缓冲层的五层InGaMnAs量子阱结构存在居里温度高于室温的铁磁性。X射线衍射与二次离子质谱测量证实了铁磁性GaMn团簇第二相的形成。该五层InMnGaAs量子阱（含InGaAs缓冲层）的铁磁性源于替代位Mn离子进入Ga格点或间隙位Mn离子产生的低温区铁磁性，以及GaMn团簇等锰离子掺杂团簇的存在共同作用的结果。

    关键词： 分子束外延、团簇、铁磁性、量子阱

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 铁掺杂非化学计量比SrTiO3陶瓷在A位和B位的室温多铁性

    摘要： 本信件报道了铁掺杂非化学计量比STO陶瓷的结构、介电、铁电及磁学性能。X射线衍射与扫描电子显微镜揭示了样品的微观结构。通过M-H磁滞回线、P-E电滞回线及磁介电测量，成功实现了富钛铁掺杂STO陶瓷的室温多铁性。其铁电性起源可能与具有净局域偶极子的晶格畸变和类反位缺陷有关。铁磁性主要源于双交换作用、超交换作用与非线性铁磁交换耦合之间的竞争。此外，基于第一性原理模拟表明，铁原子的交换作用形成了铁磁性的有序自旋排列。

    关键词： D. 铁磁性，A. 钙钛矿，E. 固态反应，D. 铁电性

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 燃烧法合成ZnO纳米粒子的合成温度对其结构、光学及磁学性能的影响

    摘要： 采用燃烧法合成了不同温度下的氧化锌纳米颗粒。通过XRD、FESEM、EDS、TEM、光致发光(PL)、拉曼、漫反射光谱(DRS)和VSM等表征技术研究了合成温度对纳米颗粒性能的影响。XRD结果表明所制备的纳米颗粒具有六方纤锌矿结构且无杂质，与EDS结果一致。FESEM和TEM图像显示氧化锌纳米颗粒呈球形且无团聚现象，其尺寸随合成温度升高而增大。DRS研究表明带隙随合成温度升高而减小。PL研究中465 nm处的蓝色峰可能源于缺陷相关跃迁。拉曼光谱中485 cm?1处的尖锐强峰代表E2H模，这是六方纤锌矿结构的特征。磁学研究表明当合成温度从400°C升至550°C时，磁化强度从0.0172降至0.0042 emu/g。500°C合成的氧化锌具有较大的方形比。这些材料是存储器的潜在候选材料。

    关键词： 燃烧法、自旋电子学、铁磁性、氧化锌纳米颗粒

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • Ba和Mn共掺杂BiFeO?中结构、磁性和光学性质改变的理论与实验证据

    摘要： 为改善纯BiFeO3(BFO)相关的空位缺陷，采用溶胶-凝胶法制备了不同Ba-Mn共掺杂样品(Bi1-xBaxFeyMnyO3；x=0.1；y=0.0, 0.05, 0.1, 0.15)。在不同实验条件下研究了共掺杂对BiFeO3结构、磁性和光学性能的影响。分别通过SEM和VSM分析测量了粒径和磁性能，同时通过紫外分析计算了带隙。共掺杂样品显示出更小的粒径和更好的表面形貌。M-H回线表明Mn2+的存在在一定程度上增加了铁磁性含量。但所有样品的M-H回线显示室温铁磁性的出现均呈现弱铁磁行为。此外，Ba2+取代Bi3+位点和Mn2+取代Fe3+位点降低了带隙，这通过增强的光学性能得到证实。

    关键词： 表面形貌、铁磁性、BFO（钛酸铋）、多铁性材料、带隙

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 人工磁环面晶体的极化

    摘要： 尽管铁磁性具有极其重要的意义，但利用具有补偿性（例如反铁磁性）长程有序磁矩排列的材料仍处于起步阶段。反铁磁性对外部扰动更具鲁棒性，能展现自旋系统的超快响应，且是交换偏置、磁诱导铁电性或某些磁阻现象等现象的关键。然而，目前缺乏操控反铁磁有序的共轭场，这阻碍了其观测与直接调控。直到最近，才通过自旋电子学方法实现了对特定反铁磁体的直接极化。铁涡有序性——一种新确立的第四类铁性有序形式，是反铁磁性的有趣替代方案。它被定义为具有零净磁化强度却自发产生涡旋矩的类涡旋磁态。作为铁性有序的标志，必须存在可操控序参量的共轭场。对于铁涡材料而言，这种场就是涡旋场——一种同时破坏空间反演和时间反演对称性（类似于涡旋矩）的磁涡旋场。但在常规晶体体系中，涡旋场的本质与产生机制仍不明确。本文中，我们展示了一种由介观平面纳米磁体构成、具有磁涡旋有序基态的人工晶体的创建方法。通过在晶体上方扫描磁探针施加正负两种有效涡旋场，从而实现了对零净磁化强度涡旋矩取向的局域控制。

    关键词： 铁环磁性、反铁磁性、环形矩、铁磁性、纳米磁体

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 基于II型结构的(1-x)Ba<sub>0.6</sub>(Ca<sub>1/2</sub>Sr<sub>1/2</sub>)<sub>0.4</sub>Ti<sub>0.5</sub>Fe<sub>0.5</sub>O<sub>3</sub>+(x)Ni<sub>0.40</sub>Zn<sub>0.45</sub>Cu<sub>0.15</sub>Fe<sub>1.9</sub>Eu<sub>0.1</sub>O<sub>4</sub>复合材料的固相反应法合成及多铁性研究

    摘要： 通过标准二次烧结陶瓷法（在空气中1200°C烧结3小时），制备了一系列多铁性复合材料：(1-x)Ba0.6(Ca1/2Sr1/2)0.4Ti0.5Fe0.5O3+(x)Ni0.4Zn0.45Cu0.15Fe1.9Eu0.1O4 ((1-x)BCSTFO+(x)NZCFEO)，其中x=0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0。X射线衍射图谱显示，这些多铁材料及母体陶瓷样品均结晶为简单立方结构，晶格参数略有畸变。随着铁氧体含量增加，X射线密度和本体密度升高，孔隙率相应降低，表明结晶度改善。介电常数呈下降趋势，而相对品质因数(RQF)随铁磁相NZCFEO含量增加显著提升。M-H磁滞回线表明，添加Ni0.40Zn0.45Cu0.15Fe1.9Eu0.1O4(NZCFEO)增强了铁磁性。当x=10%时矫顽力达最大值~92 Oe，x=50%时饱和磁化强度达峰值~1.37 emu/g。此外，x=30%时磁导率最高，继续掺杂则下降。室温电阻率因跳跃传导机制减弱而升高，样品电阻率随温度升高呈下降趋势。掺杂浓度对激活能也产生显著影响。综合测量的磁性和铁电性能表明，(1-x)BCSTFO+(x)NZCFEO的多铁性能得到显著改善。

    关键词： 多铁性复合材料、电阻率、介电常数、磁导率、铁磁性

    更新于2025-09-04 15:30:14