拉曼光谱研究退火氧化镍中二阶磁振子散射增强*

宋梦婷 张悦 黄文娟2)† 候华毅 陈相柏‡

1) (武汉工程大学, 光学信息与模式识别湖北省重点实验室, 武汉 430205)

2) (华中科技大学材料科学与工程学院, 材料成形与模具技术国家重点实验室, 武汉 430074)

运用激光拉曼光谱研究了450-1050 ℃退火处理对氧化镍中二阶磁振子散射的增强效应, 同时分析了激光功率对氧化镍中二阶磁振子散射的影响.研究发现, 退火处理可显著增强氧化镍中二阶磁振子散射, 在450-1050 ℃范围内, 退火温度越高, 增强效应越明显, 经过1050 ℃退火处理后二阶磁振子散射增强效应可达两个数量级以上.该显著增强效应与高温退火处理后氧化镍样品中镍缺陷的显著减少紧密相关, 同时也与镍离子的晶格排列结构紧密相关.而且高温退火处理还可显著降低激光功率对氧化镍中二阶磁振子散射的影响.当退火温度较低时, 氧化镍中二阶磁振子散射随激光功率的增加快速减弱并消失, 而经过1050 ℃退火处理后, 氧化镍中二阶磁振子散射在较高激光功率下仍非常显著.

1 引 言

氧化镍是一种用途广泛的磁性半导体, 具有较宽的带隙(约3.6 eV)和很高的Néel温度TN(523 K)[1,2].氧化镍显示出的磁性、催化及传感等特性, 使其在磁性材料、光电材料、电极材料、传感器、燃料电池等多个领域都有广泛的应用[3-6].

拉曼光谱是一种非常有效的研究材料特性的方法, 不仅可以很好地研究材料声子振动特性, 也可以用于研究材料磁振子散射特性[7-9].氧化镍的拉曼光谱包括五个声子带和三……