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结构相变对Fe掺杂TiO2薄膜室温铁磁性的影响

顾建军 孙会元 刘力虎 岂云开 徐芹

结构相变对Fe掺杂TiO2薄膜室温铁磁性的影响

顾建军, 孙会元, 刘力虎, 岂云开, 徐芹
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  • 采用直流磁控溅射方法在玻璃基底上制备了不同Fe掺杂浓度的TiO2薄膜, 并对其晶体结构和磁特性进行了研究.在所有掺杂样品中,均观察到了室温铁磁性, 磁性源于Fe离子与其近邻空间分布的空穴相互作用. 在掺杂量为7%的锐钛矿相薄膜中观察到了最大的磁化强度. 随着Fe掺杂浓度的进一步增加, TiO2的晶体结构逐渐由锐钛矿相向金红石相转变,并且磁性减弱. 不同结构的TiO2中TiO键长不同,导致替代的磁性Fe离子与空穴的作用强度发生改变, 进而使其磁性发生变化.
    • 基金项目: 河北省自然科学基金(批准号:A2009000254)、河北民族师范学院博士基金(批准号:2010003)和河北省教育厅基金(批准号: Z2007422)资助的课题.
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  • 引用本文:
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  • 文章访问数:  1252
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-22
  • 修回日期:  2011-04-12
  • 刊出日期:  2012-01-05

结构相变对Fe掺杂TiO2薄膜室温铁磁性的影响

  • 1. 河北师范大学物理科学与信息工程学院, 石家庄 050016;
  • 2. 河北民族师范学院物理系, 承德 067000;
  • 3. 河北省新型薄膜材料重点实验室, 石家庄 050016
    基金项目: 

    河北省自然科学基金(批准号:A2009000254)、河北民族师范学院博士基金(批准号:2010003)和河北省教育厅基金(批准号: Z2007422)资助的课题.

摘要: 采用直流磁控溅射方法在玻璃基底上制备了不同Fe掺杂浓度的TiO2薄膜, 并对其晶体结构和磁特性进行了研究.在所有掺杂样品中,均观察到了室温铁磁性, 磁性源于Fe离子与其近邻空间分布的空穴相互作用. 在掺杂量为7%的锐钛矿相薄膜中观察到了最大的磁化强度. 随着Fe掺杂浓度的进一步增加, TiO2的晶体结构逐渐由锐钛矿相向金红石相转变,并且磁性减弱. 不同结构的TiO2中TiO键长不同,导致替代的磁性Fe离子与空穴的作用强度发生改变, 进而使其磁性发生变化.

English Abstract

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