1. 研究目的与意义（文献综述）

二维材料，是指一类横向尺寸大于100 纳米甚至微米、而厚度仅为单个或数个原子层厚，具有片状结构的纳米材料。二维材料展现出特有的物理化学特性，在场效应晶体管、光调制器、关激光、信息和能源存储、射频器件、化学传感器等领域具有重要的潜在应用价值。

在日常生活中，半导体材料与我们紧密相连，对半导体材料的探索也从未停止。如磁性半导体是一种能够对材料的电子自旋自由度进行调控的理想材料。磁性半导体不仅具有半导体的相关特性，而且还具有磁性材料的存储记忆特性，可以应用在半导体集成电路信息加工等领域。伴随着器件小型化，对磁性半导体材料的尺寸大小有了更严格的要求，如何在保持甚至提高磁性材料的存储能力同时又尽量减小材料的尺寸成为研究的热点。

以石墨烯为代表的二维纳米材料的发现，引发了人们的关注，人们开始考虑如何将石墨烯应用在自旋电子学器件的研究中。但是单层石墨烯带隙为0。后来，过渡金属化合物等具有带隙的二维纳米材料的发现为我们提供了新的解决方案。所以如何寻找合适的方法对其进行性能调控，将半导体的电荷自由度和自旋自由度有机结合到一起，让半导体具有更强大的功能和更加优越的性能仍是关键问题。目前研究发现通过掺杂、应力调控等手段可以实现将非磁性二维纳米半导体调控发生自旋极化反应，进而产生磁性。但是目前，对于氧化物稀磁半导体中磁性的起因仍是个有争议的问题，主要有以下三种观点：(1)铁磁性是本征的；(2)磁性团簇的析出导致铁磁性；(3)第二相的出现导致铁磁性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：通过离子交换法制备具有铁磁性的二维层状纳米tio₂材料，以受控掺杂的方式控制其铁磁性能与电导性能。

材料表征：对二维层状纳米材料利用xrd，afm，sem，tem和等离子icp进行性能与形貌测试

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译；在任务书的基础上，明确研究内容，了解研究本课题所需原料、仪器和设备，确定切实可行的实验技术方案，了解相关的结构表征和性能测试方法，完成开题报告。

第4－7周：按照设计方案，制备k_0.8ti_{(5.2#8722;2x)/3}li_{(0.8#8722;x)/3}fe_xo₄(x=0.0-0.8)陶瓷粉末、h_(3.2-x)/3ti_(6.4-2x)/3fe_xo₄#12539;nh₂o(x=0.0-0.8)陶瓷粉末, ti_1-xfe_xo₂(x=0.0-0.4)二维铁磁材料。

第8－11周：采用xrd、fe-sem、tem、xps等测试技术对复合材料的物相、显微结构、元素组成进行表征。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]朱青.缺陷态半导体的电子结构设计及其性能关联性研究[d].中国科学技术大学,2017.

[2]贾慧.空位诱导低维半导体纳米材料的磁性研究[d].太原理工大学,2018.

[3]宋永利.掺杂金红石相宽禁带半导体磁性及介电性质的研究[d].哈尔滨工业大学,2017.