Geçiş metali Dy katkılı Zn0.80-4yDyyOx bileşiklerinin yapısal ve manyetik özelliklerinin araştırılması

Bu çalışmada Zn0.80-4yDyyOx (0.05?y?0.10) seyreltilmiş manyetik yarı iletkenler katıhal tepkime yöntemi ile sentezlendi. Numunelerin yapısal ve manyetik özellikleri, X-Işını Kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ve Enerji Dağılımlı X-Işını Spektrometresi (EDX), Histeresis, Sıcaklığa bağlı Manyetizasyon ve A.C. Duygunluk ölçüm teknikleri kullanılarak çalışıldı. SEM sonuçları Dy iyonlarının ZnO yapısı içerisinde herhangi bir problem olmadan yerleştiğini göstermektedir. Numunelerin tanecikleri birbirleriyle iyi bir şekilde bağlanmış ve sıkı paketlenmiştir. Numunelerin XRD ve EDX spektrumlarından katkılamanın ZnO'un hegzagonal-wurtzite yapısında herhangi bir değişikliğe neden olmadığı sonucu çıkarıldı. 10 ve 300 K sıcaklıklarında yapılan histeresis ölçümlerinden tüm numunelerin paramanyetik fazda olduğu gözlendi. Dy katkı miktarı arttıkça manyetizasyon değeri de artmaktadır. Bu durum paramanyetizmaya ek olarak, ZnO'ya katkılanan Dy miktarının artması ile aşırı Dy'den dolayı Dy çökeltilerinin paramanyetizmaya katkıda bulunmaktadır. Bu durumu, 10 Oe A.C. manyetik alan altında ölçülen sıcaklığa karşı A.C. duygunluğun eğilimi de desteklemektedir. Ters duygunluğun sıcaklığa bağlılığından numunelerde antiferromanyetik etkinin olduğu görüldü. Fakat ters manyetik duygunluğun sıcaklığa bağlılığından örneklerin hepsinde tipik bir Curie-Weiss davranışı olduğu gözlemlendi. Bu eğrilerin doğrusal kısımlarının uzantıları Weiss sıcaklık (Q) değerini vermektedir. Q'nun negatif değerleri Dy katkılı örneklerde antiferromanyetik etkileşimin olduğunu göstermektedir. Dy katkı miktarı arttıkça antiferromanyetik etkileşim düzenli bir şekilde azalmaktadır.