【摘要分析】
本文介绍了采用电弧法制备室温铁磁性AlN(铝氮化物)稀磁半导体粉体的研究成果。实验中,以高纯度的Al粉和N为原料,通过电弧法制备出微米球状的AlN粉体。X射线衍射(XRD)结果显示,这些粉体呈现六方纤锌矿结构,这是AlN的基本晶体结构。扫描电子显微镜(SEM)观察到AlN粉体由微米片组成,平均尺寸在2至40微米,微米球的平均尺寸则在3至30微米。电子能量散射谱(EDS)证实,粉体主要由Al和N元素构成,但N元素略有不足。
光致发光谱(PL)测试表明,AlN粉体的发光特性主要归因于N空位和本征缺陷导致的发光峰。这揭示了材料内部的缺陷对性能的影响。振动样品磁强计(VSM)测试进一步确认了这些粉体在室温下具有铁磁性,饱和磁化强度为130.0 A/m,矫顽力为13.68 kA/m。在950℃氨气气氛下退火8小时后,饱和磁化强度和矫顽力分别降低至48.6 A/m和8.536 kA/m。这一变化表明退火处理对材料的磁性有显著影响,可能是由于缺陷的减少或结构调整。
AlN稀磁半导体粉体的室温铁磁性是由其内部的缺陷,尤其是N空位和本征缺陷所决定的。电弧法制备过程中的控制参数,如反应气氛、退火条件等,对粉体的磁性和光学性质有重要影响。这一研究成果对于理解和开发新型的室温铁磁性半导体材料,以及在信息技术、磁存储和磁传感器等领域具有潜在的应用价值。
【关键词解析】
1. **氯化铅**:文中未直接提及氯化铅,可能是因为它是稀磁半导体的一种制备原料或者在相关研究中有应用,但在此具体实验中未使用。
2. **稀磁半导体**:是指在室温下表现出铁磁性的半导体材料,通常具有特殊的磁光效应,可用于磁性存储和磁敏传感器等技术。
3. **室温铁磁性**:指材料在室温下即具有自发磁化和可逆磁化的能力,这是大多数传统铁磁材料需要在低温下才能展现的特性,而室温铁磁性材料的发现对于磁性器件的实用化具有重要意义。
4. **电弧法**:是一种利用电弧放电产生的高温来引发化学反应,合成材料的方法。在本文中,电弧法用于合成室温铁磁性AlN粉体。
5. **导体技术**和**导体研究**:虽然文章主要讨论的是半导体材料,但导体技术是其基础,包括材料的制备、性能评估和优化。
【参考文献与专业指导**】:这部分标签暗示了文章可能引用了其他研究,提供了深入理解材料特性和制备方法的资源,并且可能包含对相关领域的专家指导和建议。