Zn_(0.95)Fe_(0.05)O稀磁半导体粉体的制备与表征.pdf

【Zn_(0.95)Fe_(0.05)O稀磁半导体粉体的制备与表征】 Zn_(0.95)Fe_(0.05)O是一种稀磁半导体材料，它是通过在非磁性半导体ZnO中掺杂磁性离子Fe来实现的。这种材料的独特之处在于它结合了半导体和磁性材料的特性，这使得它在多个领域具有潜在的应用价值，如高密度非易失性存储器、磁感应器、光隔离器、半导体集成电路、半导体激光器以及自旋量子计算机等。 在制备Zn_(0.95)Fe_(0.05)O粉体时，采用了水热法。水热法是一种常用的纳米材料合成技术，它利用高温高压的水溶液环境来促进物质的结晶过程。在本研究中，最佳的合成条件为200℃保温24小时，NaOH矿化剂浓度为3 mol/L，填充度为60%。这些条件有助于Zn_(0.95)Fe_(0.05)O纳米晶体的充分发育，形成粒度分布均匀的粉体。 实验结果显示，通过水热法合成的Zn_(0.95)Fe_(0.05)O粉体的结构和性能得到了详细表征。采用X射线衍射（XRD）和场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）对样品进行了分析。XRD可以确定粉体的晶体结构和晶面信息，而FE-SEM则用于观察粉体的形貌和粒度分布。实验发现，这些条件下的合成结果表明，Zn_(0.95)Fe_(0.05)O纳米晶体的形成非常理想，颗粒大小均匀，显示出良好的结晶性。 稀磁半导体材料的成功合成与表征对于理解其磁性和电学性能至关重要。理想的稀磁半导体要求居里温度超过500K，铁磁性与载流子自旋分裂关联，并且可以实现n型和p型掺杂。此外，还期望具有高的迁移率和自旋散射长度，以及磁光效应和反常霍尔效应。ZnO作为基础材料，其宽禁带特性、高成膜温度、高的激子结合能以及易于掺杂等优点，使得它成为稀磁半导体研究的理想选择。 总结来说，该研究报道了一种通过水热法成功合成Zn_(0.95)Fe_(0.05)O稀磁半导体粉体的方法，并对其进行了详细的表征。这一成果对于推动稀磁半导体材料在电子和磁性器件领域的应用具有重要意义，并为进一步优化材料性能提供了理论依据。