Fe掺杂多晶TiO2薄膜的磁学和光学性质-上海龙亚水泵厂推荐
作者:蒋玉兵,张强,米文博,姜恩永,白海力
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[简介]:
近年来，稀磁半导体是材料科学和凝聚态物理的研究热点之一。TiO2是宽禁带(Eg~3.2 eV)半导体，具有高折射率、良好的热稳定性和在可见光波段和红外波段有良好的透过率等优点，是理想的稀磁半导体基体材料。
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Fe掺杂多晶TiO2薄膜的磁学和光学性质
蒋玉兵 张强 米文博 姜恩永 白海力*
天津大学理学院现代材料物理研究所，天津 300072
天津市低维材料物理与制备技术重点实验室，天津 300072
近年来，稀磁半导体是材料科学和凝聚态物理的研究热点之一。TiO2是宽禁带(Eg~3.2 eV)半导体，具有高折射率、良好的热稳定性和在可见光波段和红外波段有良好的透过率等优点，是理想的稀磁半导体基体材料。
本文用对向靶反应溅射法制备了不同Fe掺杂量的Ti1–xFexO2薄膜(x=0、0.023、0.031、0.045、0.056、0.071、0.078)。X射线衍射结果表明样品中未出现Fe及铁的氧化物；随着Fe掺杂量的增加，薄膜由金红石和锐钛矿两相共存结构转变为金红石结构。X射线光电子能谱分析表明在掺杂量低于0.045时，Fe元素为+3价；在Fe掺杂量高于0.056，Fe的存在形式为Fe2+和Fe3+。下图给出了Ti0.977Fe0.023O2薄膜的室温M–H曲线，可以看出样品为室温铁磁性，Fe原子的平均磁矩最大值为1.17 μB。随着Fe元素掺杂量的增加，样品的饱和磁化强度减小。Ti1–xFexO2薄膜的透射光谱分析表明随Fe掺杂量的增加，薄膜的透过率降低，光学带隙先增大后减小。
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Ti0.977Fe0.023O2薄膜的室温M–H曲线。插图为对薄膜透射光谱进行拟合的α1/2E1/2–E曲线
本文得到国家自然科学基金(50672064)、教育部博士学科点专项基金(20040056045)、天津市科技创新能力与环境建设平台项目（06TXTJJC13900）的资助。
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