金紅石相TiO2單晶缺陷類型和室溫鐵磁性起源的研究.pdf

1、同時具有磁性和半導(dǎo)體性的稀磁半導(dǎo)體材料，由于其在自旋電子學(xué)器件中的潛在應(yīng)用，所以引起了人們的極大關(guān)注。雖然通過摻雜已經(jīng)在很多的氧化物中發(fā)現(xiàn)了室溫鐵磁性，但是對于室溫鐵磁性的起源仍存在較大的爭議。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，研究具有d0磁性的氧化物可以很好的解決室溫鐵磁性的起源問題。
　　 本文主要以金紅石TiO2單晶作為研究樣品，通過高溫高真空熱處理和N離子摻雜的方法處理樣品，然后利用X射線衍射譜(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光

2、電子能譜(XPS)、正電子湮沒壽命譜(PALS)、X射線近邊吸收結(jié)構(gòu)(XANES)、慢正電子束流和超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)等測試手段，針對處理樣品的缺陷類型和室溫鐵磁性的起源問題進行了表征，并對測試結(jié)果做了進一步分析和處理。
　　 根據(jù)測試結(jié)果可知，高溫高真空熱處理的樣品中主要的缺陷是O空位(Vo)和Ti3+-Vo復(fù)合缺陷，且這兩種缺陷都屬于本征缺陷;熱處理樣品的室溫鐵磁性與O空位緊密相連，Ti3+離子中不成對電子的自旋磁矩