杂质 - 离子对诱导 Co 掺杂 ZnO 中的高温铁磁性
材料科学
2009-11-13 v1
摘要
掺入宽禁带氧化物的磁性 3d 离子显示出室温铁磁性的特征，尽管其浓度比传统磁体低两个数量级。这类特殊材料的原型是 Co 掺杂 ZnO，其室温铁磁性的成因至今尚不明确。在此，我们证明磁性源于 Co2+ 氧空位对，其具有一个接近 ZnO 导带底的半填充能级。这些对之间的磁相互作用具有足够的长程性，可在中等浓度下导致渗流。然而，足以在室温下显示磁滞的磁关联团簇在低于渗流阈值时便已形成，这解释了当前的实验发现。我们的工作表明 ZnO:Co 中的磁性完全由本征缺陷控制，并给出了相图。这提示了一种通过控制本征缺陷来调控自旋电子学材料磁性的方案。
引用
@article{arxiv.0801.4945,
title = {Impurity-Ion pair induced high-temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO},
author = {C. D. Pemmaraju and R. Hanafin and T. Archer and H. B. Braun and S. Sanvito},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.4945},
year = {2009}
}