缺陷诱导的Cr掺杂TiO 2 纳米粉末的铁磁性

用溶胶-凝胶法制备了金红石 Ti 1- x Cr x O 2 ( x =0、0.04、0.08) 纳米粉末。磁性测量结果显示, 制备的 Cr 掺杂金红石 TiO 2 纳米粉末具有室温铁磁性, 样品 x =0.04 和0.08 的饱和磁化强度 M s 分别为 0.55×10 -3 和 1.6×10 -3 emu/g, (emu/g=4π×10 -7 Wb•m/kg)矫顽力 H c 分别为 220和 40 Oe(Oe=10 3 /(4π)A/m)。Cr 掺杂量较大的样品的饱和磁化强度较大, 在 Ar 气中退火可以使粉末呈超顺磁性。Cr2p 区域的密集扫描 X 射线光电子能谱 (XPS)分析显示, 在所有的样品中 Cr都是以Cr 3+ 存在。电子顺磁共振谱 (EPR)分析表明, 样品中的 Cr 3+ 离子仅对其顺磁性有贡献。这些结果提示, 粉末微弱的室温铁磁性来源于掺杂引入的结构缺陷, 其中, 氧空位起重要作用。