【摘 要】
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稀磁半导体兼具自旋和电荷两种属性,可以制成相应的自旋电子学器件,在当今社会信息的传输、处理和数据存储等方面有着广泛的应用前景。近年来,基于铁基超导体系双位掺杂、产生自旋和电荷分离调控的新型稀磁半导体的研究引起关注。本文主要采用固相反应方法,通过双位掺杂制备了电荷和自旋分离的新型稀磁半导体(La1-xCax)(Cu0.9Mn0.1)SO（x=0.025、0.05、0.075、0.1和0.125）,采
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稀磁半导体兼具自旋和电荷两种属性,可以制成相应的自旋电子学器件,在当今社会信息的传输、处理和数据存储等方面有着广泛的应用前景。近年来,基于铁基超导体系双位掺杂、产生自旋和电荷分离调控的新型稀磁半导体的研究引起关注。本文主要采用固相反应方法,通过双位掺杂制备了电荷和自旋分离的新型稀磁半导体(La1-xCax)(Cu0.9Mn0.1)SO（x=0.025、0.05、0.075、0.1和0.125）,采用了XRD、MPMS以及PPMS等测试手段对系列样品的结构参数、电学性质、磁学性质等进行了系统的测量分析。同时,采用Material Studio软件的CASTEP模块计算了La0.75Ca0.25Cu0.75Mn0.25SO体系电子结构（包括能带结构和态密度）和光学性质（包括反射谱、吸收谱、复介电函数谱和能量损失谱）。研究成果如下:（1）较成功地合成了新型稀磁半导体La0.9Ca0.1Cu0.9Mn0.1SO（Tc=125K）和La0.875Ca0.125Cu0.9Mn0.1SO（Tc=130K）;结构分析表明:(La1-xCax)(Cu0.9Mn0.1)SO体系中,晶格常数a随Ca含量（x）的增加而逐渐增加,从3.9950nm到3.9962nm;而c随Ca含量（x）的增加而逐渐减小,从3.9962nm到3.9950nm。电阻测量与分析表明:(La1-xCax)(Cu0.9Mn0.1)SO体系中电阻率随温度的降低而增加,即导电性能随Ca掺杂量的增加而增大,呈现出较好的半导体特性。磁性测量与分析表明:(La1-xCax)(Cu0.9Mn0.1)SO的磁化强度随Ca掺杂量的增加起初逐渐增大,但当掺杂到一定量时,磁化强度会迅速减小。表明载流子的引入起初会增加铁磁性,但当载流子强度达到一定值时,则会抑制铁磁性。x=0.1和0.125时,对应样品的居里转变温度Tc分别为125和130K,铁磁性相对较好。（2）计算表明La0.75Ca0.25Cu0.75Mn0.25SO是直接带隙半导体,带宽为0.95e V。双位掺杂后,和母体La Cu SO相比,La0.75Ca0.25Cu0.75Mn0.25SO体系的反射谱、吸收谱、复介电函数谱和能量损失谱峰位都发生了“红移”且相对峰值减小。说明电荷和自旋分离掺杂时,（La1-x Cax）（Cu1-y Mny）SO虽然产生了磁性,但从一定程度上减弱了光学特性。
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