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题目:稀释磁性半导体纳米材料的合成与光学磁学性能的研究

关键词:半导体;稀释磁性半导体;纳米材料;光学磁学性能

  摘要

稀释磁性半导体材料兼有磁性材料及半导体材料的特点,并在光学磁学等方面表现出其独特的性质,具有广泛的应用前景。在此基础上,稀释磁性半导体纳米材料又结合了稀释磁性半导体的磁光效应和纳米材料的特殊效应,使其应用范围得到进一步扩展。获得优异的光学性能以及室温铁磁性是这一领域研究的重点。本论文的研究内容为将磁性金属离子Mn2+和Co2+分别掺杂进入或者共同掺杂进入半导体ZnSe或者TiO2的纳米材料中,并且对产物的合成过程以及其结构和光学磁学性能进行研究。即通过不同的反应方法,控制各种反应条件,合成Zn1-xRxSe[R=(Mn2Co)﹑Mn以及(MnCo)]和Ti1-xRxO2[R=Mn﹑Co以及(MnCo)],利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计(PL)和振动样品磁强计(VSM)等表征手段对产物的结构和光学磁学性能进行研究。所得产物Zn1-xRxSe为球状纳米粒子,其粒径约为4nm,且为纳米晶体,但是颗粒不均匀,存在团聚现象。磁性金属离子取代部分Zn2+进入了ZnSe纳米粒子的晶格内部。通过化学共沉淀法结合高温溶剂法得到的产物,其磁性金属离子在晶格中的分布比较均匀,具有较好的光学性能以及顺磁性。所得产物Ti1-xRxO2为纳米线,表面较为光滑,粗细较均匀,纳米线样品多为两根结合。通过离子交换法结合水热法得到的产物,其磁性金属离子分布于Ti1-xRxO2纳米线中,具有室温铁磁性。