水热法合成MnxZn1-xO稀磁半导体晶体-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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水热法合成MnxZn1-xO稀磁半导体晶体

项目名称：水热法合成MnxZn1-xO稀磁半导体晶体
项目类别：面上项目
批准号：50472037
申请代码：E0207
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：韦志仁
负责人职称：研究员
依托单位：河北大学
批准年度：2004

中文摘要：

本项目拟采用水热法，在高温（400℃以上）合成MnxZn1-xO稀磁半导体晶体。通过研究水热反应温度、压力（填充度）、矿化剂种类、浓度、前驱物成分等对晶体形态、生长速度、晶体缺陷、杂质含量和均匀性的影响，寻找最佳的制备工艺条件。通过改变前驱物中Mn化合物含量，获得不同Mn掺杂浓度的MnxZn1-xO晶体。采用掺杂剂缓释技术，通过调整杂质释放速度，提高掺杂的均匀性和晶体质量。研究获得高居里温度（超过室温）的MnxZn1-xO稀磁半导体晶体的工艺条件。项目完成后，获得直径20mm 的高质量单晶。研究晶体在不同温度下的铁磁性。对所合成的晶体进行磁光性能、磁电性能和发光性能的研究。

中文主题词：氧化锌；水热；铁磁性；晶体

英文摘要：

ZnO；hydrothermal;ferromagnetis

英文主题词： ZnO；hydrothermal;ferromagnetis

结论摘要：

1.研究了碱土金属氢氧化物Mg（OH）2、 Ca（OH）2对晶体生长的影响。发现Mg、Ca离子有抑制晶体c轴方向生长速度的作用，使晶体生长过程中经常显露{0001}面。 2、研究了Sn、In掺杂对水热法合成晶体生长、形态、电学和磁性的影响。Sn、 In离子掺杂对c轴极性生长速度有明显抑制作用。获得了形状规则的六角片状晶体，且具有高的n型半导体导电性。 3、采用SQUID对掺杂过渡族金属离子（Mn、Co、Fe、Ni）的ZnO进行磁性研究。发现 a. Zn1-xMnxO晶体在5K低温下显示微弱的铁磁性，30K左右出现反铁磁后转变成顺磁性。b.水热法合成的Zn1-xCoxO晶体具有室温铁磁性。c. 水热法合成Zn1-xNixO具有室温铁磁性。d. 水热法合成Zn1-xFexO不具有室温下的铁磁性。而掺杂微量的Cu后，Zn1-xFexOCu晶体磁化强度随温度降低的速度明显变缓，说明Cu掺杂后的晶体磁性增强，在300K有明显的磁滞回线，且具有铁磁性。

成果综合统计