宽带隙稀磁半导体氧化物相结构及结构-性能关系研究

稀磁半导体材料(DMS)在自旋电子学器件中具有潜在的应用前景。对载流子浓度和类型、掺杂原子浓度、掺杂原子的分布、材料的相结构、相组成的精确测定和表征，获得重复性高的实验结果，是了解DMS磁性的机制，进而研发高居里温度DMS的关键所在。本项目拟用多种方法制备过渡金属掺杂的ZnO, SnO2化合物，结合电镜观察、成分分析和能谱分析，利用X射线衍射及中子衍射，研究化合物的相结构、相组成、进入晶格中的掺杂原子含量、掺杂原子分布、局域结构畸变及可能的晶体结构或磁结构的不均匀性。测定化合物的磁结构、磁性质及载流子浓度，研究化合物的结构与性能（磁学、光学、电学）之间的关系。在对化合物的成分、相结构、相组成、载流子类型和浓度正确表征的基础上，开展电子结构的计算工作，揭示稀磁半导体材料磁性的物理机制。探索合成具有高居里温度的稀磁半导体材料。本项目的研究对DMS的应用和自旋电子学的研究都具有重要的学术意义。