第1章 绪论 1
1.1 稀磁半导体研究背景 1
1.1.1 理论背景——半导体自旋电子学 1
1.1.2 稀磁半导体综述 3
1.2 ZnO基稀磁半导体研究进展 6
1.2.1 ZnO的特性 7
1.2.2 Mn掺杂ZnO的研究进展 11
1.2.3 Co掺杂ZnO的研究进展 16
1.2.4 其他过渡族金属掺杂ZnO的研究进展 18
1.3 本研究的目的、意义及内容 19
1.3.1 本研究的目的及意义 19
1.3.2 本研究的内容 20
第2章 本研究的理论依据与实验方法 21
2.1 磁性基本理论 21
2.1.1 磁性的产生 21
2.1.2 交换作用理论 23
2.1.3 磁性相变 27
2.2 用于稀磁半导体的理论模型与理论研究方法 28
2.2.1 用于稀磁半导体的理论模型 28
2.2.2 常用的理论研究方法 29
2.3 实验方法 31
2.3.1 样品的制备方法 31
2.3.2 分析手段及原理 35
第3章 Co掺杂ZnO体系的磁性研究 39
3.1 引言 39
3.2 样品的制备 40
3.2.1 粉末样品的制备 40
3.2.2 薄膜样品的制备 40
3.3 粉末样品表征结果与分析 41
3.3.1 XRD检测结果与分析 41
3.3.2 TEM、SEM和EDS的检测结果与分析 46
3.3.3 磁性检测结果与分析 47
3.3.4 磁性机制分析 50
3.4 薄膜样品表征结果与分析 54
3.4.1 XRD检测结果与分析 54
3.4.2 光谱检测结果与分析 56
3.4.3 磁性检测结果与分析 60
3.4.4 磁性机制分析 61
3.5 本章小结 61
第4章 Al、Co共掺杂ZnO体系的磁性机制 63
4.1 引言 63
4.2 样品的表征结果与分析 64
4.2.1 结晶状况检测结果与分析 64
4.2.2 磁性检测结果与分析 68
4.3 磁性机制分析 72
4.3.1 晶格收缩对磁能积的影响 72
4.3.2 晶粒度对磁能积的影响 75
4.4 本章小结 76
第5章 Mn、Fe及Ni掺杂ZnO体系的磁性机制 78
5.1 引言 78
5.2 Mn掺杂ZnO粉末样品的结构及磁性行为 79
5.2.1 结晶状况检测结果与分析 79
5.2.2 磁性检测结果与分析 82
5.2.3 磁性机制分析 85
5.3 Na、Mn共掺杂ZnO粉末样品的结构及磁性行为 85
5.3.1 结晶状况检测结果与分析 85
5.3.2 磁性检测结果与分析 88
5.3.3 磁性机制分析 90
5.4 Fe、Ni掺杂ZnO粉末样品的磁性机制研究 90
5.4.1 Fe掺杂ZnO粉末样品的结构及磁性行为 90
5.4.2 Fe与Co共掺杂ZnO粉末样品的结构及磁性行为 93
5.4.3 Ni掺杂ZnO粉末样品的结构磁性行为 96
5.5 本章小结 99
第6章 结束语 101
6.1 本书的结论 101
6.1.1 Co掺杂ZnO体系磁性机制的实验研究 101
6.1.2 Al、Co共掺杂ZnO体系磁性机制的实验研究 102
6.1.3 Mn及其他过渡族金属掺杂ZnO体系磁性机制的实验研究 102
6.2 本书的不足之处与展望 103
参考文献 104
后记 115