张珠峰 任银拴

1) (重庆邮电大学移通学院, 重庆 401520)

2) (黔南民族师范学院物理与电子学院, 都匀 558000)

以乙醇胺和乙二胺为混合溶剂, 通过简单溶剂热法, 用S, ZnO和CdO为源, 成功制备了不同量Cr掺杂ZnS和CdS半导体纳米结构.X-射线衍射测试表明, 纳米结构ZnS和CdS具有纤锌矿结构.扫描电子显微镜给出了不同铬含量的ZnS和CdS的形貌.用电子能量散射谱观察到产物的成分为Cr, Zn, Cd和S.振动样品磁强计测量表明, Cr掺杂的ZnS在室温下表现出铁磁性, 而未掺杂的ZnS在室温下表现出抗磁性.掺杂的ZnS纳米片(Cr原子百分比为4.31%和7.25%)饱和磁化Ms分别为2.314 × 10–3和5.683 × 10–3 emu/g (1 emu/g= 10–3A·m2/g), 矫顽力Hc为54.721, 和88.441 未掺杂CdS的铁磁性很弱, 而Cr掺杂CdS的铁磁性较强.CdS纳米片(Cr原子百分比分别为0, 1.84%和2.12%)的饱和磁化Ms分别为0.854 × 10–3,2.351 × 10–3和7.525 × 10–3 emu/g, 矫顽力Hc 为74.631, 114.372和64.349 Oe.实验 结果表 明, 在室温下,Cr掺杂ZnS具有铁磁性, 这与第一性原理计算的Cr掺杂ZnS的铁磁性结果一致.Cr掺杂CdS的铁磁性起源与CdS晶格中Cr的掺杂有关.

1 引 言

半导体纳米晶体, 特别是ZnS/CdS核/壳纳米晶, 已广泛应用于照明和显示领域、激光、太阳能浓度、光催化、光电探测器、光学信息存储和生物成像[1−3].对ZnS/CdS纳米异质结构和电子性质进行研究, 可用于控制光的偏振, 热稳定性, 光催化活性[4].由于ZnS和CdS半导体的量子效应, 导致其具有新颖的光学和电子特性, 从而受到广泛的关注[5].这些半导体在发光二极管、光电器件、光催化、太阳能电池、电荷存储器、激光器、发光纳米复合材料和医疗诊断试剂等领域具有潜在的应用价值[6], 人们采用反胶束体系合成不同的纳米结构……