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Fe离子注入ZnO生成超顺磁纳米颗粒
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN305.3[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]北京大学核物理与核技术国家重点实验室,北京100871, [2]陕西理工学院物理系,汉中723001, [3]廊坊师范学院物理与电子信息学院,廊坊065000
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB832904); 国家自然科学基金(批准号:10875007 11005005)资助的课题
中文摘要:

过渡族元素掺杂ZnO生成稀磁半导体,成为近期国际材料科学研究的热点.在本文中,研究Fe离子注入ZnO单晶的结构和磁性变化,目标是建立磁性和结构的对应关系,澄清铁磁性的来源.采用卢瑟福背散射/沟道技术(RBS/Channelling)、同步辐射X射线衍射(SR-XRD)和超导量子干涉仪(SQUID),研究注入温度和退火对样品的晶格损伤、结构及磁性的影响.研究表明:样品注入区损伤随注入温度升高而降低;低温253K注入样品中,SR-XRD未检测到新相,Fe离子分布于Zn位,ZnO(0002)峰右侧肩峰可能属于Zn1-xFexO,5K下测试样品不具有铁磁性;623K注入和823K真空退火(253K注入)样品中形成α和γ相金属Fe,5K下样品具有明显的剩磁和矫顽力,零场冷却和场冷却(ZFC/FC)曲线和300K下的磁滞回线显示纳米Fe颗粒具有超顺磁性.Fe离子注入ZnO的磁性源于第二相α-Fe和γ-Fe.

英文摘要:

Due to its potential application to diluted magnetic oxides,transition metal doped ZnO has been under intensive investigation.We present a correlation between the structural and the magnetic properties of Fe implanted ZnO bulk crystals.Crystalline damage recovery,structural and magnetic properties are studied by Rutherford backscattering spectrometry and channelling(RBS/C),synchrotron radiation X-ray diffraction(SR-XRD),and superconducting quantum interference device magnetometer(SQUID),respectively.The 623 K Fe ion implantation and the high vacuum annealing at 823 K lead to the formation of secondary phase α-Fe and γ-Fe nanoparticles.The discrepancy between the zero-field cooling and the field cooling curves further indicates that Fe-implanted ZnO is superparamagnetic and the observed ferromagnetism originates from the Fe nanoparticles.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876