中文摘要：

Co注入TiO2而形成的稀释磁性半导体（DMS）是重要的自旋电子学材料，可在自旋电子学器件中用作自旋注入器。同时它在可见光和近红外范围是透明的，因而在集成电路、磁存储、平面显示器等中有很好的应用前景。该项目拟用脉冲激光镀膜和低温溅射制备CoxTi(1-x)O2薄膜，探索最佳制备方法和工艺条件，获得居里点在室温以上的透明铁磁性半导体；用核磁共振（NMR）研究Co原子（离子）的局域近邻环境，配合x射线衍射、透射电镜等详细研究薄膜的微结构；用超导量子干涉磁强计、振动样品磁强计、电阻和霍尔效应测试仪等系统研究薄膜的磁性、电性和光学性质；通过对NMR所测磁性离子核位的超精细场及非磁性离子核位的转移超精细场的研究，验证载流子诱导的RKKY模型，探索DMS中铁磁性的起源；研究制备工艺－微结构－宏观性能间的关系，为制备有实用价值的具有优异电、磁、光性质的自旋电子学材料提供实验依据。

结论摘要：

用激光脉冲沉积、溶胶-凝胶法及CVD成功地制备出CoxTi1-xO2,FexZn1-xO,MxSn1-xO2(M=Co,Mn,V,Cr)等多个系列的稀释磁性半导体（DMS）的薄膜、纳米粉末和纳米线，并得到了室温铁磁性（RTFM）。微结构和磁性的研究表明 <1>材料制备中的工艺条件（沉积温度、衬底类型等）特别是氧分压的控制是获得RTFM的关键因素，证实了铁磁性起源于载流子诱导的RKKY相互作用。 <2>第一次用NMR对DMS中的磁性起源于金属团簇的争论问题进行了研究，发现对溶胶-凝胶法制备的CoxTi1-xO2 DMS，前驱物在真空条件下烧结出现Co团簇，而在空气中烧结可避免团簇出现，获得内禀的RTFM。 <3>搀杂元素磁矩随搀杂量的增加而减小，且同成分薄膜具有较粉末大得多的磁矩，对CoxSn1-xO2薄膜，x=0.026时，每Co离子磁矩达4.7μB。 <4>所有DMS在可见光范围内是透明的。这些结果对研制新型自旋电子学材料有较大意义。