纳米结构中电子自旋输运性质的研究

本项目将利用液相反应的方法合成Co，Fe3O4等磁性纳米颗粒并将其用LB方法或者其他化学物理方法使其自主排列成有序纳米序列，并采用电磁测量的方法获得纳米有序结构中的磁电导性质和纳米颗粒间自旋的关联性质。探究在一定的条件下合成稳定结构（晶包和尺寸固定）的不同种类纳米颗粒的条件，以及用化学方法和电控制方法使其定向有序排列的控制过程，以其达到可以获得稳定的纳米器件。采用磁电导测量的方法研究这类序列中自旋关联对该类结构的磁电导的影响，以期获得可成为巨磁阻、庞磁阻的材料和新的可影响该效应的物理特性。长远的目标是研究多种材料纳米颗粒之间的自旋极化关联和与之关联的可能的新奇物理特性，特别是颗粒界面中自旋的关联性对磁电导的影响，尝试通过各种物理量的变化，例如磁场，压力，电场，光，微波等来调制磁性颗粒的输运性质，为自旋调制的电荷输运研究和构建纳米级的器件提供有意义的信息。

本项目完成了利用液相反应的方法合成Fe3O4纳米颗粒和CdS包覆的Fe3O4纳米颗粒（CdS@Fe3O4）等磁性纳米材料。研究了合成多种稳定纳米结构（晶格结构和固定尺寸）的条件。采用多种分析手段（XRD，TEM,SEM）测量了合成材料的形貌特征，研究了合成成材料的磁性特征和光学特性。1、合成的Fe3O4纳米颗粒在常温下都表现为顺磁极化，在10K时磁滞回线呈现铁磁性。颗粒的磁化行为与穆斯堡尔谱测量到的材料电子极化分裂谱吻合，表明纳米颗粒的尺寸越小越难产生内部磁场。2、Fe3O4颗粒可以分散于多种极性的溶剂中，可用于纳米磁流体和纳米涂层构建纳米器件。3、CdS@Fe3O4纳米颗粒既保留了Fe3O4也具备与CdS相同的荧光光谱。.考虑到石墨烯的优良电子学特性以及磁性纳米颗粒在石墨烯上可能引起的电子的电磁行为特异[1]。我们还生长了石墨烯和石墨烯量子点。研究了石墨烯及石墨烯量子点的掺杂发光。为石墨烯上生长磁性颗粒建立了可靠的生长基础和物性基础。对于石墨烯材料有以下特点：1、用碳化硅外延生长可得到均匀单一的石墨烯。2、以水热法合成的石墨烯量子点粒径均匀，具有多采荧光，氧化后荧光出现红移。