辐照引起的MgO单晶缺陷及磁性研究

发布时间：2024-05-08 03:43

　　通常认为,材料铁磁性的产生根源是其原子的d或f壳层被电子部分占据。然而在2004年,有研究表明未掺杂的HfO2薄膜中存在因缺陷引起的室温铁磁性。这个发现的特别之处在于该材料中的Hf4+和O2-都不是磁性离子。一般将这类因缺陷引起的本征铁磁性称为d0铁磁性。d0铁磁性的发现挑战了人们关于铁磁性的传统认知。虽然大部分研究认为点缺陷是这类铁磁性产生的根本原因,但具体是阴离子缺陷还是阳离子缺陷,却始终观点不一。本论文选择MgO单晶块材作为研究对象,通过γ射线辐照和中子辐照引入点缺陷,对辐照后的MgO单晶的点缺陷组态及磁性进行了详细研究,并通过点缺陷理论阐释MgO单晶的d0铁磁性。这些结果对于开发新的d0铁磁性材料具有重要参考价值。本论文获得以下主要结果:(1)基于黄昆漫散射公式,理论研究MgO中不同类型缺陷在不同倒易阵点附近引起的漫散射分布情况。通过MATLAB软件计算了 MgO中的偶极力缺陷(double-force defect)和立方缺陷(cubic defect)在不同倒易阵点附近引起的漫散射等强度图。计算表明,在同一倒易阵点附近,立方缺陷和偶极力缺陷引起的漫散射等强度分布图有较大的区...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１两种缺陷示意图：弗仑克尔缺陷⑷和肖特基缺陷（ｂ）??

原子主要有两个去处。一种是跳跃到格点之间的间隙处，成为间隙原子，该正常格点成??为空位。这种在晶体内形成数目相等的间隙原子和空位的情况称为弗仑克尔（Ｆｒｅｎｋｅｌ）??缺陷，如图１．１?（ａ）所示。离开格点的原子也可能直接跳跃到晶体表面或其附近的正常??格点处，此时晶体内部仅仅产....

图１．２置换型（ａ）和填隙型（ｂ）杂质缺陷示意图??

辖照引起的ＭｇＯ单晶缺陷及磁性研究??子有两种存在形式：…种是置换原子，即杂质原子进入晶体后替代了正常格点上的原子，??如图１．２?（ａ）所示；另一种是填隙式的杂质原子，即杂质原子进入正常格点之间的间隙??位置，并没有置换正常格点上的原子，如图１．２?（ｂ）所示。由于杂质原子与原....

图１．３面心立方晶体中三空位的可能存在形式：直线排列⑷、平面排列（ｂ）和四面体结构排列（ｃ）??

１绪论??博士学位论文??三个最近邻的空位结合是能量最低的，这种空位结合相对最稳定，如图１．３?（ｂ）所示；??还有一种形式就是三个空位附近的某一格点上的原子脱离原格点，成为间隙原子，并留??下空位，该间隙原子存在于四个空位的中心，并且空位以四面体的形式存在，如图１．３??（ｃ）....

图１．４面心立方晶体中间隙原子的体心组态（ａ）、对分组态（ｂ）和挤列组态（ｃ）??

１绪论??博士学位论文??三个最近邻的空位结合是能量最低的，这种空位结合相对最稳定，如图１．３?（ｂ）所示；??还有一种形式就是三个空位附近的某一格点上的原子脱离原格点，成为间隙原子，并留??下空位，该间隙原子存在于四个空位的中心，并且空位以四面体的形式存在，如图１．３??（ｃ）....

本文编号：3967449