无掺杂室温铁磁性自旋零禁带半导体薄膜及制备方法

摘要

本发明公开了一种无掺杂室温铁磁性自旋零禁带半导体薄膜及其制备方法，其特征是半导体薄膜的微结构为颗粒膜结构，颗粒膜结构是由尺寸介于17-35nm的体心正交PbPdO2纳米晶粒构成。本发明薄膜具有室温铁磁性，其磁化强度随磁场增强在某一临界场会突然减小，其饱和磁化强度随温度上升而增大；本发明能够大幅提高自旋零禁带半导体的居里温度，使之在300K仍呈现铁磁性。

主权项

一种无掺杂室温铁磁性自旋零禁带半导体薄膜的制备方法，其特征是按如下步骤进行：a、分别称取铅和钯的硝酸盐或氯化物，铅和钯的原子比为(1.02‑1.1)∶1；b、以乙二醇为有机溶剂，将铅和钯的硝酸盐或氯化物分别完全溶解于有机溶剂中，然后将两种溶液混合，并用同样的有机溶剂稀释，得到铅离子浓度为0.01‑0.4mol/L的混合溶液；c、取柠檬酸加入所述步骤b所得混合溶液中，置于60‑70℃环境中，搅拌6小时得到完全络合的溶胶；所述柠檬酸的摩尔数为铅、钯两种元素的摩尔数之和的2.2倍；d、采用旋涂匀胶工艺，将溶胶涂覆在蓝宝石单晶基板上制得薄膜；e、将薄膜置于烘箱中空气中60‑80℃烘干；再置于热处理炉中，在空气气氛或氧气气氛中，以0.5‑5℃/分钟的升温速率将温度升至440‑480℃，然后保温2‑10分钟，最后随炉冷却至室温；f、将步骤d‑e重复2‑10次，获得所需厚度的薄膜；g、将步骤f制得的薄膜置于热处理炉中，在空气气氛或氧气气氛中，以3‑65℃/分钟的升温速率将温度升至710‑780℃，保温10‑30分钟，最后随炉冷却至室温，得到PbPdO2自旋零禁带半导体薄膜。