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第1章 序言1

1.1 自旋电子学1

1.2 稀磁半导体4

1.2.1 基本情况介绍4

1.2.2 稀磁半导体的磁性6

1.2.3 影响稀磁半导体磁特性的因素11

1.3 ZnO基稀磁半导体13

1.3.1 ZnO基稀磁半导体的理论研究14

1.3.2 ZnO基稀磁半导体的实验研究17

1.4 表面光电压技术的介绍20

1.4.1 表面光电压的产生机理21

1.4.2 外电场诱导表面光电压谱24

1.4.3 本研究采用的表面光电压技术26

1.5 Co掺杂ZnO研究中存在的问题及本研究的思路和内容27

1.5.1 Co掺杂ZnO研究中存在的问题27

1.5.2 此书的研究目的、思路和内容28

第2章 Co掺杂量对ZnO结构的影响42

2.1 样品的制备与表征方法42

2.2 Zn1-xCoxO的表征结果与分析讨论45

2.2.1 Co含量对晶体参数和尺寸的影响45

2.2.2 Co含量对紫外-可见-近红外吸收谱的影响47

2.2.3 Co离子的价态及其所处的位置49

2.2.4 光学带隙和电荷转移跃迁阈值随Co含量变化的原因分析50

2.3 小结50

第3章 Co掺杂ZnO的表面光电压研究54

3.1 SPS研究Co离子与缺陷态间相互作用的可行性分析55

3.2 样品的选取与采用的表征方法56

3.3 实验结果与分析讨论56

3.3.1 晶体结构和吸收特性的对比56

3.3.2 外场诱导表面光电压谱59

3.3.3 材料的磁学特性61

3.4 小结61

第4章 Co掺杂ZnO中的缺陷与d-d跃迁65

4.1 实验部分66

4.1.1 样品制备66

4.1.2 样品表征66

4.2 实验结果与分析讨论66

4.2.1 XRD表征66

4.2.2 UV-VIS吸收67

4.2.3 表面光电压谱和外场诱导表面光电压谱68

4.2.4 制备温度对材料本征缺陷的影响71

4.2.5 带边变化的原因分析74

4.2.6 氧空位诱导d-d跃迁产生光电分离74

4.3 小结76

第5章 本征缺陷对Co掺杂ZnO磁学特性的影响80

5.1 实验部分81

5.1.1 样品制备81

5.1.2 样品表征81

5.2 实验结果与分析讨论82

5.2.1 温度对材料本征缺陷的影响82

5.2.2 磁性能表征84

5.3 缺陷对磁特性的影响87

5.4 小结88

第6章 Al对Co掺杂ZnO磁学特性的影响91

6.1 实验部分91

6.1.1 样品制备91

6.1.2 样品表征92

6.2 实验结果与分析讨论92

6.3 小结96

第7章 结论与展望98

7.1 结论98

7.2 展望98

第8章 本征缺陷ZnO中氧空位的研究100

8.1 Overview of the transition energies101

8.2 Discussion104

8.3 Conclusion105

后记109