高饱和磁化强度氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料制备
，特别涉及一种高饱和磁化强度(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法。
技术介绍
稀磁半导体材料集电子的电荷和自旋属性于一体，同时具有半导体和磁学性质，表现出很多优良的磁、磁光、磁电性能，使其在自旋电子学领域中受到了广泛关注。自从2000年Dietl等人从理论上首次预测了Mn掺杂ZnO稀磁半导体的室温铁磁性，人们对氧化物稀磁半导体开展了大量的研究工作。其中Fe掺杂In2O3稀磁半导体的研究备受人们的关注，主要原因是Fe在In2O3主体中的固溶度高，能够有效避免产生有关铁以及铁的氧化物团簇。目前，人们已经采用不同的方法如脉冲激光沉积、溶胶凝胶、固相反应等制备出了具有室温铁磁性的Fe掺杂In2O3稀磁半导体薄膜及粉末，但所得样品的饱和磁化强度都比较低。若能通过某种方法获得室温铁磁性且具有高饱和磁化强度的氧化物稀磁半导体，即可提高材料的信噪比，这对于未来自旋电子器件有更为广阔的应用前景。为了进一步提高Fe掺杂In2O3稀磁半导体的饱和磁化强度，我们把目光转向具有低维结构的纳米点阵列，这种阵列由于其独特的小尺寸和大的比表面积会对其磁性产生一定的影响。低维纳米材料，如纳米点阵列，由于其独特的小尺寸和有序排列对自旋电子器件的低能耗及小型化有着潜在的应用价值。在过去的十几年中，大量的研究都集中在基于Mn和Cr掺杂Ga、GaAs和InAs等稀磁半导体量子点，并且
【技术保护点】
一种高饱和磁化强度(In1‑xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法，包括如下步骤：(1)将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上，得到覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片；同时采用固相反应法制备(In1‑xFex)2O3陶瓷靶材；(2)利用所得到的(In1‑xFex)2O3陶瓷靶材，在覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片上通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列，得到覆有氧化铝模板的(In1‑xFex)2O3纳米点阵列；(3)将步骤(2)得到的覆有氧化铝模板的(In1‑xFex)2O3纳米点阵列利用湿化学方法将氧化铝模板去除，即得所述高饱和磁化强度的(In1‑xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列。
【技术特征摘要】
1.一种高饱和磁化强度(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制
备方法，包括如下步骤：
(1)将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上，得到覆盖
有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片；同时采用固相反应法制备(In1-xFex)
2O3陶瓷靶材；
(2)利用所得到的(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，在覆盖有双通多孔超薄阳极氧
化铝模板的基片上通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列，得到覆有氧化铝模板
的(In1-xFex)2O3纳米点阵列；
(3)将步骤(2)得到的覆有氧化铝模板的(In1-xFex)2O3纳米点阵列利用
湿化学方法将氧化铝模板去除，即得所述高饱和磁化强度的(In1-xFex)2O3氧化
物稀磁半导体纳米点阵列。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，(In1-xFex)
2O3陶瓷靶材的制备方法如下：将In2O3和Fe2O3粉末按照其中In3+与Fe3+的摩
尔比为(1-x)∶x的比例充分混合后依次进行混料、预烧、研磨、压片和靶材烧
结，得到(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，其中x＝0.01～0.1，预烧粉末温度为800～950℃，
时间为12h；靶材烧结温度为1000～1100℃，时间为12h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，通
过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列时，陶瓷靶材与基片的距离为7cm，激光脉
冲能量为250mJ，频率为10Hz，基片温度为600℃，沉积时间为1～2min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，双
通多孔超薄阳极氧化铝模板是利用两步阳极氧化法制备而成，制备方法如下：
将高纯铝片分别经过清洗、抛光处理后作为阳极，以石墨为阴极，在电解液中
进行第一次阳极氧化，之后去除铝片上的多孔氧化铝层，然后在电解液中进行
第二次阳极氧化，在得到的多孔氧化铝模板的正面旋涂PMMA保护胶，分别去
除二次氧化后模板未被氧化的铝基以及模板底部的阻挡层，即得双通多孔超薄
\t阳极氧化铝模板；
将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O...
【专利技术属性】
技术研发人员：许小红，陈丹，江凤仙，马文睿，
申请(专利权)人：山西师范大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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