Vật liệu bán dẫn ZnO nhiễm Co: các tính chất cấu trúc, hình thái và từ tính

Open Physics - Tập 9 Số 6 - 2011
Adriana Popa1, Dana Toloman1, O. Raita1, Alexandru R. Biriş1, Gheorghe Borodi1, Thikra Mustafa2, Fumiya Watanabe2, Alexandru S. Biris2, Alexandru Darabont1, L. M. Giurgiu1
1National Institute for Research and Development of Isotopic and Molecular Technologies, 400293, Cluj-Napoca, P. O. Box 700, Romania
2UALR Nanotechnology Center, Applied Science Department, University of Arkansas at Little Rock, Arkansas, 72204, USA

Tóm tắt

Tóm tắtCác tính chất cấu trúc, hình thái và từ tính của vật liệu bột Zn1−xCoxO (x = 0.01 và 0.03) được trình bày. Các nghiên cứu XRD cho thấy cấu trúc kiểu wurtzite, trong khi sự hình thành pha thứ cấp Co3O4 được xác định bằng quang phổ Raman. Hành vi từ ferromagnet với nhiệt độ Curie thấp đã được chứng minh qua nghiên cứu Resonans Electron Paramagnetic (EPR). Chúng tôi đề xuất rằng nguồn gốc của hiện tượng từ ferromagnet trong bột Zn1−xCoxO có khả năng do sự hiện diện của trạng thái hóa trị cation hỗn hợp của các ion Co thông qua cơ chế trao đổi kép thay vì hiệu ứng nhiễm tạp thực sự.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

G. A. Prinz, Science 282, 1660 (1998)

S. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman, Science 294, 1488 (2001)

T. S. Herng, S. P. Lau, S. F. Yu, J. S. Chen, K. S. Teng, J. Magn. Magn. Mat. 315, 107 (2007)

W. Chen, L. F. Zhao, Y. Q. Wang, J. H. Miao, S. Liu, Z. C. Xia, S. L. Yuan, Solid State Comm. 134, 827 (2005)

J. W. Quilty, A. Shibata, J. Y. Son, K. Takubo, T. Mizokawa, H. Toyosaki, T. Fukumura, M. Kawasaki, Phys. Rev. Lett. 96, 0272021 (2006)

C. Song et al., Phys. Rev.B 73, 024405 (2006)

P. Sati et al., Phys. Rev. Lett. 96, 017203 (2006)

G. Lawes, A. S. Risbud, A. P. Ramirez, R. Seshadriet, Phys. Rev.B 71, 0452011 (2005)

M. Bouloudenine, N. Viart, S. Colis, J. Kortus, A. Dinia, Appl. Phys. Lett. 87, 052501 (2005)

T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukara, J. Cibert, D. Ferrand, Science 287, 1019 (2000)

J. M. D. Coey, M. Venkatesan, C. B. Fitzgerald, Nat. Mater. 4, 173 (2005)

K. R. Kittilstved, J. Zhao, W. K. Liu, J. D. Bryan, D. A. Schwartz, D. R. Gamelin, Appl. Phys. Lett. 89, 062510 (2006)

W. K. Liu, G. M. Salley, D. R. Gamelin, J. Phys. Chem. B 109, 14486 (2005)

K. R. Kittilstved, W. K. Liu, D. R. Gamelin, Nat. Mater. 5, 291 (2006)

K. U. Tabata, T. Kawai, Appl. Phys. Lett. 79, 988 (2001)

H. T. Lin, T. S. Chin, J. C. Shih, Appl. Phys. Lett. 85, 621 (2004)

S. C. Wi et al., Appl. Phys. Lett. 84, 4233 (2004)

S. Zhou, K. Potzger, G. Zhang, F. Eichhorn, W. Skorupa, M. Helm, J. Fassbender, J. Appl. Phys. 100, 114304 (2006)

X. Z. Li, J. Zhang, D. J. Sellmyer, Solid State Commun. 141, 398 (2007)

C. Sudakar, J. S. Thakur, G. Lawes, R. Naik, V. M. Naik, Phys. Rev. B 75, 054423 (2007)

M. Opel, K. W. Nielsen, S. Bauer, S. T. B. Gönnenwein, R. Gross, J. C. Cezar, D. Schmeisser, J. Simon, W. Mader, Eur. Phys. J. B 63, 437 (2008)

J. Hays, K. M. Reddy, N. Y. Graces, M. H. Engelhard, V. Shutthanandan, M. Luo, C. Xu, N. C. Giles, C. Wang, S. Thevuthasan, A. Punnoose, J. Phys-Condens Mat. 19, 266203 (2007)

J. B. Wang, G. J. Huang, X. L. Zhong, L. Z. Sun, Appl. Phys. Lett. 88, 252502 (2006)

B. C. Cheng, Y. H. Xiao, G. S. Wu, L. D. Zhang, Appl. Phys. Lett. 84, 416 (2004)

N. Volbers, H. Zhou, C. Knies, D. Pfisterer, J. Sann, D. Hofmann, B. Meyer, Appl. Phys. A-Mater. 88, 153 (2007)

B. M. Weckhuysen, An A. Verberckmoes, M. G. Uytterhoeven, F. E. Mabbs, D. Collison, E. de Boer, R. A. Schoonheydt, J. Phys. Chem. B 104, 37 (2000)

S. K. Misra, S. I. Andronenko, K. M. Reddy, J. Hays, A. Punnoose, J. Appl. Phys. 99, 08M106 (2006)

P. Dutta, M. S. Seehra, S. Thota, J. Kumar, J. Phys-Condens. Mat. 20, 015218 (2008)

N. Guskos, J. Typek, M. Maryniak, G. Zolnierkiewicz, M. Podsiadly, W. Arabczyk, Z. Lendzion-Bielun, U. Narkiewicz, Mater Sci+ 24, 1095 (2006)

N. Jedrecy, H. J. von Bardeleben, Y. Zheng, J. L. Cantin, Phys. Rev. B 69, 041308(R) (2004)

A. O. Ankiewicz, M. C. Carmo, N. A. Sobolev, W. Gehlhoff, E. M. Kaidashev, A. Rahm, M. Lorenz, M. Grundmann, J. Appl. Phys. 101, 024324 (2007)

S. M. Kaczmarek, G. Leniec, J. Typek, G. Boulon, A. Bensalah, J. Lumin. 129, 1568 (2009)

P. Sati, A. Stepanov, V. Pashchenko, Low Temp. Phys.+ 33, 927 (2007)

J. Hays, K. M. Reddy, N. Y. Graces, M. H. Engelhard, V. Shutthanandan, M. Luo, C. Xu, N. C. Giles, C. Wang, S. Thevuthasan, A. Punnoose, J. Phys-Condens. Mat. 19, 266203 (2007)

N. Jedrecy, H. J. von Bardeleben, D. Demaille, Phys. Rev. B 80, 205204 (2009)

H. J. von Bardeleben, N. Jedrecy, J. L. Cantin, Appl. Phys. Lett. 93, 142505 (2008)

O. Raita, A. Popa, D. Toloman, M. Stan, A. Darabont, L. Giurgiu, Appl. Magn. Reson. 40, 245 (2011)

M. S. Martin-Gonzalez et al., J. Appl. Phys. 103, 083905 (2008)

A. Quesada, M. A. Garcia, M. Andres, A. Hernando, J. F. Fernandez, A. C. Caballero, M. S. Martin-Gonzalez, F. Briones, J. Appl. Phys. 100, 113909 (2006)

X. Wang, R. Zheng, Z. Liu, H. P. Ho, J. Xu, S. P. Ringer, Nanotechnology 19, 455702 (2008)