● 摘要
近年来，具有室温铁磁性的过渡金属掺杂氧化物，因其在自旋电子器件应用方面的发展前景引起了人们的广泛关注。ZnO和TiO2等一些半导体氧化物都适合用于制备稀释磁性氧化物。本论文成功的制备了过渡金属离子掺杂的TiO2纳米带和WO3纳米颗粒两类掺杂型稀磁半导体纳米材料，并通过透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、光致发光光光谱(PL)仪和振动样品磁强计(VSM)等手段对样品的形貌、光学和磁学性能进行了表征。采用水热和离子交换法，本文合成的Co2+或Ni2+离子掺杂的锐钛矿型TiO2为纳米带。XPS、Raman和FT-IR等测试表明，掺杂离子以+2价的形式（Co2+或Ni2+）掺杂进入到TiO2的晶格中，没有形成金属团簇或金属氧化物。另外，磁性结果表明，制备的样品表现出复杂的磁性机制，表现出铁磁性和顺磁性共存的现象，并且，在相同的磁场强度下，Ti1-xCoxO2的磁化强度随着Co2+离子浓度的增大而减小，Ti1-xNixO2的磁化强度随着Ni2+离子浓度的增大而增大。通过水热掺杂和煅烧，实验制备的Co2+掺杂WO3纳米颗粒，在室温条件下，表现出顺磁特性。XPS和Raman测试表明掺杂离子在样品中以Co2+形式存在，没形成金属Co的团簇或氧化物。此外，UV-Vis测试结果显示，掺杂后的WO3对波长在500-650 nm范围的可见光有一定的吸收，而纯WO3则没有。在PL谱中，Co-WO3在波长470 nm处发射峰强度小于纯WO3的强度。