载流子调控ZnO基稀磁半导体纳米材料的研究

研究采用种子中介湿化学合成新方法，以单分散ZnO纳米颗粒为种子，在溶液中通过低温化学反应将磁性金属离子均匀掺杂到ZnO晶格中，制备ZnO基稀磁半导体单晶纳米棒。进一步研究采用磁性金属分别与I族和III族元素二元共掺杂、不同气氛热处理等方法，提高空穴或电子的浓度，对ZnO基稀磁半导体单晶纳米棒性能进行调控，以增强磁性离子间的长程相互作用，提高其居里温度和饱和磁矩。同时，通过对材料中杂质（缺陷）的研究，结合束缚磁极子理论，分析载流子调制其磁相互作用的规律，揭示其磁性产生和增强机制。将理论研究与实验研究有机结合，获得具有高的居里温度（>500 K）和大的饱和磁矩（~1μB/磁性离子）的ZnO基稀磁半导体纳米材料体系，为将来研制纳米尺度自旋电子与光电子器件提供材料基础。