位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
Fe掺杂SnO2纳米晶薄膜的微观结构和性能
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:O482[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]清华大学材料科学与工程系,教育部先进材料重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(50471011);国家杰出青年基金(50525101)
中文摘要:

采用反应磁控溅射法制备了Fe掺杂的SnO2薄膜.沉积衬底为(100)的单晶硅,基片温度270℃,Ar为溅射气体.使用XRD,AFM和VSM研究氧分压对薄膜晶体结构和室温磁性能的影响.实验表明,氧分压为0.12Pa时,溅射得到的化学成分为Sn(0.975)Fe(0.025)O(2-δ)的薄膜样品具有明显的室温铁磁性,平均饱和原子磁矩达到1.8μB/Fe.通过HRTEM和EDS分析了此样品的显微结构和成分分布,实验结果表明,薄膜由粒径3~7nm的纳米晶构成,为四方金红石SnO2相;Fe元素分布较为均匀,排除了磁性能是由第二相产生的可能;同时由于薄膜电阻率接近于绝缘体,室温磁性能不是由载流子诱导机制形成的,而与晶格内部大量缺陷的存在密切相关.

英文摘要:

Fe-doped SnO2 films were grown on Si (100) substrates at 270℃ by reactive magnetron sputtering. The sputtering atmosphere was a mixture of argon and oxygen. The samples were prepared under three different oxygen partial pressures. XRD, AFM, VSM were used to investigate the crystalline structure, surface morphology and room temperature ferromagnetism (RTFM) of the samples, respectively. The film deposited under oxygen partial pressure of 0.12Pa exhibits a clear ferromagnetism at room temperature. The chemical composition of the film is Sn0.975Fe0.025O2-δ, and the saturated magnetic moment is about 1.8μB/Fe. The microstructure and element distribution of this sample were examined by HRTEM and EDS, respectively. It shows that the films are composed of tetragonal rutile SnO2 nanocrystals with diameter of 3-7nm. Fe atoms are uniformly distributed in the films. No Fe metallic clusters or iron oxides are observed; the measurement of the resistivity indicates insulating characteristic of the film, therefore RTFM of the film can not be attributed to secondary phase or spin-chaxge carriers interaction. It shows that RTFM is closely related to a great number of structural defects in the film.

同期刊论文项目
期刊论文 48 会议论文 2
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274