宋 永，赵晓雨

(1. 阿坝师范学院 电子信息与自动化学院，四川 汶川 623002；2. 阿坝师范学院 应用物理研究所，四川 汶川 623002)

0 引 言

ZnO是Ⅱ-Ⅵ族内最为直接的宽带隙氧化物半导体材料，在室温状态下的能隙宽度约为3.37 eV，拥有60 meV的高激子束缚能[1-2]。ZnO拥有光电、压电、透明导电、气敏等优异性能，在太阳能电池板、电脑显示器及透明导电薄膜等方面具备十分广阔的应用前景，已经成为氮化镓(GaN)元素后短波长半导体材料研究的关键目标[3-5]。

以透明导电薄膜为例，由于本征ZnO存在较多的本征点缺陷，未掺杂的ZnO薄膜通常电阻率较高，性能极不稳定[6]。稀土元素因其特有的电子层结构而拥有良好的能量转换性能，可以完成稀土离子的高效光致发光，达到1.54 μm波段的近红外发射，提升ZnO的气敏特征，达到光电改性目标[7]。

利用改变外场条件驱使材料产生结构改变，已经变成发现新结构、调控材料性能的可靠途径，其中可通过压力效应作用更改材料晶体结构，展现出不同的物理性质[8]。压力对材料的作用，从微观视角来看可理解成促进各成键原子间的化学键缩小，引发物质晶体和电子结构变化；从宏观上则呈现出相应物理化学性质的改变，并在压力作用下产生相变，得到新的优异性能[9-10]，由此本文采用高压实验，对高压下Gd掺杂ZnO的电子结构和磁性影响展开深入探究。

众所周知，高压物理的发展取决于高压实验技术的发展，而高压实验技术的应用为科学及工业界提供了一个除温度和组分以外的新维度[11]，在矿物科学、地球科学、食品、生物、制药等领域均有着广阔的应用前景。……