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添加锂微量掺杂物对锰掺杂ZnO铁磁性能的提高
  • ISSN号:0258-7076
  • 期刊名称:稀有金属
  • 时间:2011
  • 页码:520-524
  • 分类:TN304.7[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]台州学院物理与电子工程学院,浙江台州318000
  • 相关基金:国家自然科学基金青年基金(51001078)资助项目; 台州学院校立项目(09ND11)资助
  • 相关项目:基于胶体晶体模板的环基双纳米结构阵列构筑及其磁性研究
中文摘要:

利用溶胶-凝胶法制备了Mn掺杂和Mn,Li共掺ZnO室温铁磁性半导体,分别采用X射线衍射(XRD),X光电子能谱(XPS),紫外-可见分光光度计(UV-VIS)和振动样品磁强计(VSM)研究了添加Li微量掺杂物对Mn掺杂ZnO的晶体结构、电子价态、能带宽度和铁磁特性的影响。结果表明:添加Li微量掺杂物明显提高了Mn掺杂ZnO的铁磁特性,使Mn掺杂ZnO的饱和磁化强度提高了31.52%;Li+存在于Mn掺杂ZnO晶体结构的间隙位置,晶胞参数a和c略有增加,晶粒尺寸减小;Mn离子均以+2价存在,没有Li和Mn氧化物杂质相的存在;同时,添加Li微量掺杂物使Mn掺杂ZnO的能带宽度减小了0.144 eV,载流子发生变化。铁磁性的提高归因于Li的引入导致ZnO晶格中的间隙电子掺杂和间隙缺陷的产生及载流子的变化,以及Mn2+-Mn2+间接铁磁性交换耦合的增强。

英文摘要:

Mn doped and Mn,Li codoped ZnO were synthesized by sol-gel method.Influences of microcontent additional Li dopant on magnetic property,crystal structure,and electronic valence state and energy gap of Mn-doped ZnO were investigated with XRD,XPS,UV-VIS and VSM,respectively.These results showed that additional Li microcontent dopant enhanced the ferromagnetic property of Mn-doped ZnO obviously.The saturation magnetization of Mn-doped ZnO was increased by 31.52% after adding Li microcontent dopant.With adding Li microcontent dopant,the lattice constant a and c increased owing to that Li+ existed in interstitial site of Mn-doped ZnO crystal structure,and the grain size decreased.Mn ions of Mn-doped ZnO with and without Li dopant were both +2.There were no Li and Mn oxide compound impurities in the Mn-doped ZnO with and without Li dopant.At the same time,the band gap of Mn-doped ZnO reduced 0.144 eV after doping microcontent additional Li.Ferromagnetism enhancement attributed to interstitial electron doping and defects with ZnO crystal lattice induced by additional Li-doping.

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期刊信息
  • 《稀有金属》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京有色金属研究总院
  • 主编:屠海令
  • 地址:北京新街口外大街2号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:xxsf@grinm.com
  • 电话:010-82241917 62014832
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7076
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2111/TF
  • 邮发代号:82-167
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,冶金工业类核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,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:13688