3d過渡金屬摻雜一維ZnO納米材料磁、光機(jī)理研究的綜述報(bào)告

3d過渡金屬摻雜一維ZnO納米材料磁、光機(jī)理研究的綜述報(bào)告隨著科技的發(fā)展，納米材料的研究越來越引起人們的關(guān)注。一維ZnO納米材料是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，因其具有優(yōu)異的光電性質(zhì)、表面積大、結(jié)構(gòu)特殊等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。其中金屬摻雜可以使材料具有磁性，同時(shí)也能夠調(diào)控其電學(xué)和光學(xué)性能，這使得研究摻雜一維ZnO納米材料的磁光機(jī)理具有重要的意義。一、金屬摻雜ZnO納米材料的制備制備摻雜ZnO納米材料的方法有很多種，例如，化學(xué)氣相沉積法、水熱法、溶膠-凝膠法等。其中的一個(gè)常見的方法是用反應(yīng)物在水中生成沉淀，然后再用干燥處理制備納米顆粒。制備出的ZnO納米顆粒通常具有高表面積、優(yōu)良的光電性能和良好的磁性能。此外，通過摻雜不同的金屬元素，可以調(diào)變其結(jié)構(gòu)和電學(xué)等性質(zhì)。二、摻雜ZnO納米材料的磁性質(zhì)和機(jī)理ZnO納米材料的磁性質(zhì)是由摻雜的金屬元素引起的。目前，混合金屬摻雜的方式是增加磁性的最有效手段之一。使用Co,Ni,Cu,Mn,Fe等元素進(jìn)行摻雜后，ZnO納米材料的磁性能力顯著增強(qiáng)。下面分別介紹幾種常用的摻雜方法及機(jī)理。（1）過渡金屬摻雜在ZnO納米材料中摻雜過渡金屬能夠很好地改變其磁性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)。通常添加3d金屬的方法是通過氣相沉積法、水熱法高溫合成等方法進(jìn)行摻雜。摻雜后的ZnO納米材料具有局部磁矩，這是由于摻雜的過渡金屬指向了局部磁矩的形成。（2）摻雜無序ZnO納米結(jié)構(gòu)在ZnO的磁性材料中，雜質(zhì)和缺陷起到一個(gè)非常重要的作用。添加大量外來過渡金屬離子會(huì)導(dǎo)致缺陷的形成，從而引起磁信號(hào)的發(fā)生。此外，通過在ZnO納米材料的結(jié)構(gòu)中摻雜金屬等元素來造成無序的分布，也可以實(shí)現(xiàn)其磁性的增強(qiáng)。（3）電荷控制機(jī)制電荷控制機(jī)制是指通過調(diào)控外加的原子摻雜，來控制納米材料的磁性質(zhì)。目前，采用的方法主要是增量摻雜方法和負(fù)控制摻雜方法兩種。增加摻雜的濃度能夠增強(qiáng)磁性，在本質(zhì)上，這種增強(qiáng)是通過調(diào)節(jié)材料的局部磁矩效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。三、摻雜ZnO納米材料的光學(xué)性質(zhì)和機(jī)理?yè)诫sZnO納米材料的光學(xué)性能也是值得研究的。通過摻雜金屬等元素，可實(shí)現(xiàn)對(duì)ZnO納米材料光學(xué)性能的改變。摻雜后的ZnO納米材料具有更優(yōu)越的光學(xué)性能和更好的激光器效率。具體來說，金屬摻雜能夠改變ZnO納米材料的光吸收范圍、熒光等。例如，過渡金屬Cr、Co、Ni等元素通過控制溶劑和摻雜的金屬離子來實(shí)現(xiàn)ZnO納米材料的光學(xué)性能的優(yōu)化。總之，金屬摻雜一維ZnO納米材料的磁、光機(jī)理研究可以優(yōu)化材料的性能，對(duì)于電子器件、生物傳感器等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)