过渡族元素掺杂二氧化铈稀磁半导体的铁磁性起源及相关性能研究

项目名称： 过渡族元素掺杂二氧化铈稀磁半导体的铁磁性起源及相关性能研究

项目编号： No.61176010

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 信息四处

项目作者： 阳生红

作者单位： 中山大学

项目金额： 65万元

中文摘要： 稀磁半导体(DMS)是实现自旋电子器件的材料基础，尤其是具有室温铁磁性的DMS，借助这种材料可实现室温下的自旋过滤，使自旋电子器件的实用化成为可能。本项目从材料设计入手，选择多种过渡元素(V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni)掺杂的宽禁带氧化物CeO2体系为研究对象，通过对体系电子结构和态密度的计算，预测具有铁磁性的掺杂体系，从理论上分析其铁磁性交换机制和起源问题，并在理论的指导下，采用平衡(固相烧结)和非平衡(磁控溅射、脉冲激光沉积)等方法制备不同掺杂体系、不同浓度和共掺杂的Ce02基DMS薄膜和块材。制备中通过改变工艺条件、后处理退火等手段，对样品进行磁性测试、微结构表征，辅助XPS、Raman光谱和椭偏光谱等测试来研究对材料的室温铁磁性的影响。得到具有室温铁磁性的块材和薄膜样品。最后制备基于稀磁性氧化物薄膜的自旋过滤器件原型，测试其磁电性能，并探索Ce02基DMS在自旋相关器件中的应用。

中文关键词： 稀磁半导体；掺杂Ce02；室温铁磁性；铁磁性起源；溶胶凝胶法

英文摘要：

英文关键词： DMS；Doped CeO2；Room temperature ferromagnetism；Origins of ferromagnetism；Sol-gel method