核分析技术研究ZnO基稀磁半导体的微结构和磁特性

稀磁半导体是电子的电荷自由度与自旋自由度相结合而形成的一种新型材料，它把半导体与磁性材料的优点集于一身，有不可估量的应用前景。理论研究表明，ZnO基稀磁半导体与GaAs基稀磁半导体相比，它的居里温度可以高于室温。如何实现替位搀杂是形成ZnO基稀磁半导体的关键和难点，生长过程搀杂并快速退火是生成稀磁半导体的有效途径，其优点是能有效避免晶格损伤和缺陷；快速退火能有效促进替位。铁磁性离子的掺杂浓度、相结构、替位率及与近邻原子的配位情况等有关微结构方面的信息直接影响ZnO基稀磁半导体的磁性。本课题用质子激发X射线荧光、沟道技术、穆斯堡尔谱和核磁共振综合研究铁磁性离子的掺杂浓度、替位率、相结构及与近邻原子的配位情况，探讨铁磁性来源并给出微结构与磁性的关系，揭示ZnO基稀磁半导体的成磁机理，为它的研制提供可靠的科学理论依据，并拓展核分析技术与新材料科学的交叉研究。本课题将推进稀磁半导体的研究进程。