体Mn2+:ZnO量子点和高TC铁磁纳米晶体薄膜的合成

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 固态物理 固态物理

背景情况:

• 稀释磁性半导体 (DMS) 对自旋电子应用具有前景.
• 控制纳米级的磁性对于开发新的磁性材料至关重要.

研究的目的:

• 为了合成 koloidal Mn(2+) 合的 ZnO (Mn(2+):ZnO) 量子点.
• 从这些量子点中准备室温铁磁纳米晶体薄膜.
• 研究合成材料的磁性和结构特征.

主要方法:

• 在DMSO中对Mn2+进行水解和凝结反应:ZnO纳米晶体合成.
• 电子吸收和电子磁共振 (EPR) 光谱仪用于合成监测.
• 对表面Mn2+) 离子去除进行多德西胺处理.
• 用于薄膜制备的螺旋涂层.
• X和Q频段EPR和磁性易感性分析用于结构和磁性表征.

主要成果:

• 在有氧条件下成功合成了具有统一尺寸 (6.1 +/- 0.7 nm) 的高质量,内部合的Mn2+:ZnO合物.
• 证实离子被替代性地纳入ZnO网格,以同质物种的形式作为Mn2+).
• 在纳米晶体薄膜中观察到强大的室温铁磁力,其基里温度 (T(C)) 超过350K和高和时刻.
• 在铁磁膜的EPR光谱中检测到一个独特的铁磁共振信号.

结论:

• 合成方法允许有氧制备Mn2+:ZnO量子点与受控的兴奋剂.
• 由此产生的纳米晶体薄膜表现出显著的室温铁磁性.
• 这些发现有助于理解Mn2+:ZnO中的铁磁性及其对合成参数的依赖,为旋转器件应用铺平了道路.