in2o3稀磁半導(dǎo)體及其與la0.7ca0.3mno3異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備與研究

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在山西師范大學(xué)攻讀學(xué)位期間，在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已著名部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在論文中以明確方式注明并表示謝意。本聲明的法律后果將完全由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名： 送 日期： 如1 苫。釜．3 0學(xué)位論文使用授權(quán)書本人在山西師范大學(xué)攻讀學(xué)位期間，在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的學(xué)位論文歸山西師范大學(xué)

2、所有，其內(nèi)容不得以其他單位的名義發(fā)表。本人完全了解山西師范大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)山西師范大學(xué)可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，本人同意《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、 《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》出版章程的內(nèi)容，愿意將本人的學(xué)位論文委托研究生院向中國學(xué)術(shù)期刊( 光盤版) 電子雜志社投稿，希望《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、 《中國

3、優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》給予出版，并同意在C N K I 系列數(shù)據(jù)庫中使用，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向：工作單位：通訊地址：電話：郵編：山西師范大學(xué)學(xué)位論文二次相。而純的I n 2 0 3 粉末無論是經(jīng)歷空氣還是真空退火，樣品均不顯鐵磁性。這些結(jié)果表明真空退火所產(chǎn)生的氧空位和N i 提供的局域自旋是I n 2 0 3 粉末產(chǎn)生鐵磁性的兩

4、個(gè)必不可少的因素，其磁性產(chǎn)生機(jī)制符合束縛磁極子模型。由于我們在真空退火的純I n 2 0 3粉末中沒有發(fā)現(xiàn)室溫鐵磁性，為了進(jìn)一步探究d o 磁性是否存在，我們對純的Z n O 、T i 0 2及C u O 粉末都進(jìn)行了真空退火，結(jié)果顯示這些純氧化物粉末中均不顯室溫鐵磁性。( 2 ) 采用脈沖激光沉積技術(shù)在S r T i 0 3 ( 0 0 1 ) 基片上制備了單層的L a o7 C a o ．3 M n 0 3 和L a o ．8 S

5、r o ．2 M n 0 3 薄膜，分別研究了制備條件、薄膜厚度對樣品磁性及輸運(yùn)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：高的氧氣分壓對制備L a o ．8 S r o ．2 M n 0 3 和L a o ．7 C a o 3 M n 0 3 化學(xué)計(jì)量比的外延薄膜非常重要；兩種薄膜的飽和磁化強(qiáng)度、居里溫度及金屬．絕緣體轉(zhuǎn)變溫度均隨著厚度的增加而增大。當(dāng)厚度大于1 0 0 n m 時(shí)，L a o ．8 S r o ．2 M n 0 3 薄膜的居里溫度和金屬．

6、絕緣體轉(zhuǎn)變溫度均大于3 0 0 K ，厚度為2 0 9 n m 的L a o ．8 S r o ．2 M n 0 3 薄膜在5 T 外場下的最大磁電阻值僅為3 7 ％。而無論厚度為多大的L a o ．7 C a o ．3 M n 0 3 薄膜的兩個(gè)轉(zhuǎn)變溫度均遠(yuǎn)低于室溫3 0 0 K 。例如4 5 n m 的L a o ．7 C a o ．3 M n 0 3 薄膜在5 T 外場下，其磁電阻值高達(dá)1 0 0 ％，但是其在該場下的金屬．絕緣體

7、轉(zhuǎn)變溫度僅為1 4 5 K ，居里溫度為1 9 0 K 。( 3 ) 采用脈沖激光沉積技術(shù)在S r T i 0 3 ( 0 0 1 ) 基片上制備了L a o ．7 C a o ．3 M n 0 3 ／( I n o ．9 5 F e o ．0 5 ) 2 0 3 異質(zhì)結(jié)和L a o ．7 C a o ．3 M n 0 3 ／F e ( 0 ．5 n m ) ／I n 2 0 3 三明治結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)中F e 的原子含量基本相同。為了

8、比較，我們還制備了L a o ．7 C 8 ．o ．3 M n 0 3 ／F e ( 0 ．5 n m )和L a 0 ．7 C a o _ 3 M n 0 3 ／I n 2 0 3 兩種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并研究了這些結(jié)構(gòu)對L a 0 ．7 C a 0 3 M n 0 3 薄膜磁性和輸運(yùn)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與單層的L a L 0 ．7 C a o ．3 M n 0 3 薄膜比較，三明治結(jié)構(gòu)L a o ．7 C a o ．3 M n 0 3 ／

9、F e ( 0 ．5 n m ) ／I n 2 0 3 的飽和磁化強(qiáng)度和金屬．絕緣體轉(zhuǎn)變溫度均有顯著地提高，飽和磁化強(qiáng)度增大了約3 5 ％，在零場時(shí)的金屬．絕緣體轉(zhuǎn)變溫度由7 5 K 增大到1 4 5 K 。然而，未覆蓋I n 2 0 3 的L a o ．7 C a o ．3 M n O l 3 ／F e ( O ．5 n m ) 樣品，以及雙層的L a L 0 7 C a o 3 M n 0 3 ／I n 2 0 3和L a o ．7

10、 C a o ．3 M n 0 3 ／( I n o ．9 5 F e o ．0 5 ) 2 0 3 樣品的飽和磁化強(qiáng)度均減小，而兩個(gè)雙層樣品沒有出現(xiàn)金屬．絕緣體轉(zhuǎn)變。另外，L a o ．7 C a o _ 3 M n 0 3 ／F e ( 0 ．5 n m ) 的阻值很大，超出了1 0 7 Q 的測試極限。原子力顯微鏡和X 射線光電子譜測試表明0 ．S n m 的F e 形成了鐵氧化物納米點(diǎn)。由于鐵氧化物納米點(diǎn)中F e 離子自旋與L

11、a o ．7 C a o ．3 M n 0 3 中M n 離子自旋之間的交換耦合作用，使得L a o ．7 C a o ．3 M n 0 3 ／F e ( O ．5 n m ) ／I n 2 0 3 樣品的金屬．絕緣體轉(zhuǎn)變溫度有了大幅度地提古 同。總之，我們制備出了具有室溫鐵磁性的( I n l o x N i x ) 2 0 3 粉末，并對其磁性來源和機(jī)制進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)氧空位和局域自旋對其室溫鐵磁性缺一不可。我們成功將L a o ．