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ZnO基稀磁半导体的制备与磁性研究的综述报告
随着人们对新型材料的不断研究和开发，ZnO基稀磁半导体逐渐成为了研究热点之一。ZnO是一种常见的半导体材料，具有良好的光电性能和可调控的电学性能。在传统的ZnO基材料的基础上，引入了稀土、d元素等掺杂材料在ZnO晶体中作用，可形成具有磁性的ZnO基稀磁半导体。本报告将从制备方法、磁性性质等方面对ZnO基稀磁半导体进行综述。
一、制备方法
1.化学气相沉积法（CVD）
CVD法是在高温下通过气态反应将原料转化成沉积物的一种化学反应过程。该方法可直接在基底上生长ZnO晶体，实现精确控制，生成纯度高、单晶质量好的ZnO基稀磁半导体。
2.物理气相沉积法（PVD）
PVD法是利用高温或等离子体，将固体材料转化为气态，然后利用真空靶材的蒸发和溅射等方式沉积到基底表面上。该方法生长出的ZnO基稀磁半导体具有高度均一性和晶格质量，但是工艺复杂，成本高。
3.溶液法
该方法利用化学反应生成的中间产物在水或有机溶剂中加以超声、搅拌和热处理后，生成ZnO纳米晶体。优点是简单易行、所需原料易得，但是由于反应需要一定时间，因此需要长时间的反应，可能会产生杂质物质，影响材料的磁性质量。
4.可控溶液化学沉淀法
该方法通过在溶液化学沉淀过程中控制各种化学因素（如pH值、沉淀剂、浓度等），生长ZnO基稀磁半导体。该方法的具有晶体生长率快、精度高、控制简单等优点，成为目前制备ZnO基稀磁半导体的一种常见方法之一。
二、磁性性质
ZnO基稀磁半导体的磁性质是其最为重要的特性之一。材料的磁化强度和磁相互作用之间的关系，将材料分为呈现铁磁性的、反铁磁性和顺磁性的三种类型。
1.铁磁性
以Co掺杂的ZnO为例，当掺杂量为2％时，就可使ZnO展现出强铁磁性。Co离子的d轨道上电子可能会形成未满的自旋，形成局域磁矩，产生磁随机配对或长程有序的磁态。
2.反铁磁性
Fe/ZnO（N）体系具有反铁磁性，但普通的Fe掺杂ZnO没有反铁磁性。Fe离子的3d轨道上电子与Zn离子的3p轨道上电子发生交换，将形成局域的自旋极化，产生反铁磁性。
3.顺磁性
实验表明，Ni/ZnO对显示出顺磁性。Ni的d轨道电子不仅对ZnO晶体的自旋电子起到了耦合作用，还直接参与磁性。Ni/ZnO的磁性质是起源于顺磁引力，它主要与Ni掺杂的浓度有关。并且最终的磁性质量取决于预处理和后处理过程的特性。
总体而言，ZnO基稀磁半导体的制备和磁性质研究仍处于早期的阶段，需要进一步探索和研发。但是，对这一材料的深入了解，不仅可以为新型磁电材料的研究提供一个新的方向，而且对于制造下一代纳米电子器件、自旋电子器件等领域也具有潜在的意义。