镍离子掺杂的氧化镉基室温稀磁半导体纳米材料及其制备方法

摘要

镍离子掺杂的氧化镉基室温稀磁半导体纳米材料及其制备方法，该纳米材料由CdO基质构成，特征是CdO基质中掺杂的镍离子的摩尔比范围在1.0％～20.0％。推荐采用的掺杂比为2.0％～15.0％，最佳掺杂比为4.0％。该镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料存在形态为纳米粉末和纳米薄膜。所述的镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料中掺杂的镍离子取代基体CdO中Cd

说明书

技术领域

本发明属于介电物理和磁学物理领域，涉及一种同时具有半导体性质和室温铁磁性的稀磁半导体纳米材料及其制备方法。具体来说，本发明涉及镍离子掺杂的氧化镉(CdO)基的室温稀磁半导体纳米粉末和纳米薄膜及其相应的制备方法。

背景技术

稀磁半导体是通过金属离子掺杂获得铁磁性的一类半导体材料，其中掺杂的金属离子(如Mn、Fe、Co、Ni等)部分取代半导体晶格中的阳离子，局域的自旋通过某种间接的耦合机制(如以载流子为中介的耦合)产生铁磁序。稀磁半导体除了具有传统半导体的基本特性外，还具有新颖的与电子自旋相关的光、电、磁特性，是实现真正意义上的光、电、磁功能集成的关键材料。基于稀磁半导体材料，可制备出多种新型的器件，如非挥发性存储器、自旋场效应晶体管、自旋发光二极管等，器件具有超低功耗、超高密存贮、超快运算等特点，在迅速发展的自旋电子学领域具有重要应用价值。

早期研究的稀磁半导体材料是II-VI族化合物[如Cd(Mn)Te和Zn(Mn)Te]和III-V族化合物[如(Ga，Mn)As和(In，Mn)As]，这些稀磁半导体材料由于产生铁磁性的温度远低于室温，因此很难获得实际应用。寻找具有室温铁磁性的稀磁半导体材料是这类材料获得应用的关键，一直是人们关注的焦点。自从2000年Dietl等人预言在一些p型掺杂的稀磁半导体中具有高温铁磁性以来[1]，具有高温铁磁性的稀磁半导体的研究逐渐成为该领域的研究热点。2001年，Matsumoto等人首次制备出了具有铁磁性的(Ti，Co)O₂纳米薄膜，居里温度可达400K[2]。之后，一系列高温稀磁半导体纳米材料也相继被报道，这些高温稀磁半导体材料的基体基本上是具有较宽带隙的氧化物，如ZnO、SnO₂等[3-4]。迄今为止，人们已经发展了多种制备氧化物基稀磁半导体纳米材料的方法，如中国专利申请200610011356.0[5]报道了在管式炉中用气相沉积的方法在硅片上沉积得到掺锰的ZnO基稀磁半导体材料的制备方法，但这种制备方法的原材料采用了锌单质粉末，得到的材料不能排除金属单质的存在；中国专利申请200710003498.7[6]和200710001132.6[7]报导了采用固相烧结反应法制备掺钴的氧化锌和氧化钛稀磁半导体，但是这种制备方法设备和工艺较为复杂，工艺参数不易控制；中国专利申请200610112791.2[8]还报导了采用溶胶一凝胶法制备氧化物基稀磁半导体，工艺相对简单，但是溶液凝胶法对操作环境要求较高，不适合大批量的生产。

氧化镉是一类具有独特的电子结构和较宽带隙的氧化物半导体材料，具有优异光电特性。通过在氧化镉中掺杂金属离子，可实现室温铁磁性，在未来的高性能自旋电子器件中具有重要的应用价值。但是，根据以往的研究和报导，氧化镉存在制备方法比较复杂、物相的形成不易控制、制备工艺重现性较差等缺点。尤其是有关过渡金属离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料的研究，至今鲜有相关的报导。

本发明的背景涉及以下文献：

[1]Dietl T，et al.Science，287，1019(2000)；

[2]Y.Matsumoto et al.Science 291，854(2001)；

[3]Norberg et al.J.AM.CHEM.SOC.9387，9398(2004)；

[4]Archer et al.J.AM.CHEM.SOC.14479，14487(2005)；

[5]200610011356.0一种低温制备掺锰氧化锌纳米线稀磁半导体的方法；

[6]200710003498.7一种氧化锌掺钴室温稀磁半导体材料的制备方法；

[7]200710001132.6一种氧化钛掺钴室温稀磁半导体材料的制备方法；

[8]200610112791.2具有室温铁磁性的氧化物基稀磁半导体薄膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料及其制备方法。该磁半导体纳米材料是一种镍离子掺杂的、以氧化镉(CdO)为基体的稀磁半导体纳米材料，这种材料由镍离子替位掺杂进入CdO基体的晶格中而形成，具有室温铁磁性和半导体性质。该制备方法能够有效的制备镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米粉末和纳米薄膜，该制备方法简单易行，便于控制，所制备的稀磁半导体纳米材料具有室温铁磁性。

本发明完成上述发明任务的技术方案如下：

一种镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料，由CdO基质构成，其特征在于，所述的CdO基质中掺杂的镍离子的摩尔比范围在1.0％～20.0％，本发明推荐采用的掺杂比例为2.0％～15.0％，最佳掺杂比为4.0％。

所述的镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料，存在形态为纳米粉末和纳米薄膜。

所述的镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料，其中掺杂的镍离子取代基体CdO中Cd²⁺的晶格位置，从而形成替位掺杂。

所述的镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料，具有室温铁磁性。

进一步地说，本发明的镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料是指采用以下方法制备得到的稀磁半导体纳米材料：

(1).首先制备出镍离子掺杂的Cd(OH)₂前驱体溶胶：

原料采用醋酸镍[Ni(CH₃COO)₂·4H₂O]、醋酸镉[Cd(CH₃COO)₂·2H₂O]、四甲基氢氧化铵[(CH₃)₄N(OH)·5H₂O]和二甲亚砜[C₂H₆OS]；

(1)-a.首先根据设定的镍离子掺杂摩尔比，称量好适量的醋酸镍、醋酸镉和四甲基氢氧化铵；

(1)-b.将醋酸镍和醋酸镉依次加入适量的二甲亚砜中搅拌至充分溶解，备用；另外，将四甲基氢氧化铵加入适量的乙醇中搅拌至充分溶解，备用；

(1)-c.将四甲基氢氧化铵的乙醇溶液逐滴加入含有醋酸镍和醋酸镉的二甲亚砜混合溶液中；

(1)-d.将获得的反应产物溶液进行离心沉淀，倒去上层液体，取出下层的反应产物Ni:Cd(OH)₂溶胶，并用乙醇作为清洗溶剂洗去二甲亚砜及多余的四甲基氢氧化铵，从而获得纯净的镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶。

(2).利用上述所获得的镍离子掺杂的Cd(OH)₂前驱体溶胶，进一步制备获得镍离子掺杂的CdO纳米粉末：

(2)-a.将第(1)步中得到的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到适量的乙醇中，然后倒入反应釜中，升温至170℃，持续搅拌12～24个小时，直至反应充分；所述“适量的乙醇”，以Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶分散到乙醇中后能形成稳定的悬浮液为准。

(2)-b.从反应釜中取出反应产物悬浮液，先进行一次初步的离心沉降过程，然后再用乙醇作为清洗溶剂进行多次离心沉降的清洗过程；

(2)-c.将最终得到的沉淀物放入烘箱中，于60～90℃下烘干；然后取出，研磨粉碎，即得到镍离子掺杂的CdO纳米粉末。

可以用第(1)步骤得到的镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶制备镍离子掺杂的CdO纳米薄膜，制备方法如下面的第(3)步骤所示：

(3).制备镍离子掺杂的CdO纳米薄膜：

(3)-a.首先，将第(1)步骤所获得的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到适量的甲苯中。所述“适量的甲苯”，以Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶分散到甲苯中后能形成稳定的悬浮液为准；

(3)-b.将配制好的Ni:Cd(OH)₂悬浮液滴到衬底上，并用匀胶机进行匀胶，制备成凝胶薄膜，匀胶机参数控制在：低速500转/分钟，时间9秒；高速3000转/分钟，时间30秒；

(3)-c.将匀好胶的凝胶薄膜在250～350℃下进行烘干处理，以去除其中的有机物成分；

多次重复上述的(3)-b、(3)-c步骤的凝胶薄膜的制备过程，直至获得所需要的凝胶薄膜层数；

(3)-d.最后，将旋涂有多层凝胶薄膜的衬底置于氧气氛中，氧气流量控制在1.5～3.5升/分钟，在600～750℃下进行退火处理。

完成上述第2项发明任务的技术方案如下：

一种镍离子掺杂的氧化镉基稀磁半导体纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤如下，

(1).首先制备出镍离子掺杂的Cd(OH)₂前驱体溶胶：

原料采用醋酸镍[Ni(CH₃COO)₂·4H₂O]、醋酸镉[Cd(CH₃COO)₂·2H₂O]、四甲基氢氧化铵[(CH₃)₄N(OH)·5H₂O]和二甲亚砜[C₂H₆OS]；

(1)-a.首先根据设定的镍离子掺杂摩尔比，称量好适量的醋酸镍、醋酸镉和四甲基氢氧化铵；

(1)-b.将醋酸镍和醋酸镉依次加入适量的二甲亚砜中搅拌至充分溶解，备用；另外，将四甲基氢氧化铵加入适量的乙醇中搅拌至充分溶解，备用；

(1)-c.将四甲基氢氧化铵的乙醇溶液逐滴加入含有醋酸镍和醋酸镉的二甲亚砜混合溶液中；

(1)-d.将获得的反应产物溶液进行离心沉淀，倒去上层液体，取出下层的反应产物Ni:Cd(OH)₂溶胶，并用乙醇作为清洗溶剂洗去二甲亚砜及多余的四甲基氢氧化铵，从而获得纯净的镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶。

(2).利用上述所获得的镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶，进一步制备获得离子掺杂的CdO纳米粉末：

(2)-a.将第(1)步中得到的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到适量的乙醇中，然后倒入反应釜中，升温至170℃，持续搅拌12～24个小时，直至反应充分；所述“适量的乙醇”，以Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶分散到乙醇中后能形成稳定的悬浮液为准；

(2)-b.从反应釜中取出反应产物悬浮液，先进行一次初步的离心沉降过程，然后再用乙醇作为清洗溶剂进行多次离心沉降的清洗过程；

(2)-c.将最终得到的沉淀物放入烘箱中，于60～90℃下烘干；然后取出，研磨粉碎，即得到镍离子掺杂的CdO纳米粉末。

可以用第(1)步骤得到的镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶制备镍离子掺杂的CdO纳米薄膜，制备方法如下面的第(3)步骤所示：

(3).制备镍离子掺杂的CdO纳米薄膜：

(3)-a.首先，将第一步所获得的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到适量的甲苯中。所述“适量的甲苯”，以Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶分散到甲苯中后能形成稳定的悬浮液为准；

(3)-b.将配制好的Ni:Cd(OH)₂悬浮液滴到衬底上，并用匀胶机进行匀胶，制备成凝胶薄膜，匀胶机参数控制在：低速500转/分钟，时间9秒；高速3000转/分钟，时间30秒；

(3)-c.将匀好胶的凝胶薄膜在250～350℃下进行烘干处理，以去除其中的有机物成分；

多次重复上述的(3)-b、(3)-c步骤的凝胶薄膜的制备过程，直至获得所需要的凝胶薄膜层数；

(3)-d.最后，将旋涂有多层凝胶薄膜的衬底置于氧气氛中，氧气流量控制在1.5～3.5升/分钟，在600～750℃下进行退火处理。

更详细地说，本方法的操作步骤是：

(1).首先制备出镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶。原料采用醋酸镍[Ni(CH₃COO)₂·4H₂O]、醋酸镉[Cd(CH₃COO)₂·2H₂O]、四甲基氢氧化铵[(CH₃)₄N(OH)·5H₂O]和二甲亚砜[C₂H₆OS]，制备过程为：

(1)-a.首先根据设定的镍离子掺杂摩尔比，称量好适量的醋酸镍、醋酸镉和四甲基氢氧化铵；所述的镍离子掺杂的摩尔比范围在1.0％～20.0％，本发明推荐采用2.0％～15.0％，最佳掺杂比为4.0％；

(1)-b.将醋酸镍和醋酸镉依次加入适量的二甲亚砜中搅拌至充分溶解，备用；另外，将四甲基氢氧化铵加入适量的乙醇中搅拌至充分溶解，备用；

(1)-c.将四甲基氢氧化铵的乙醇溶液逐滴加入含有醋酸镍和醋酸镉的二甲亚砜混合溶液中，加入速度控制在2ml/min；将混合物持续搅拌，搅拌时间控制在0.5～1个小时，直至反应完全；

(1)-d.将获得的反应产物溶液进行离心沉淀，倒去上层液体，取出下层的反应产物Ni:Cd(OH)₂溶胶，并用乙醇作为清洗溶剂，进一步对产物进行多次离心沉淀的清洗过程，直至完全洗去二甲亚砜及多余的四甲基氢氧化铵，从而获得纯净的镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶。

(2).利用上述所获得的镍离子掺杂的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶，进一步制备获得镍离子掺杂的CdO纳米粉末和纳米薄膜，制备过程为：

制备镍离子掺杂的CdO纳米粉末的基本过程如下：

(2)-a.将第一步中得到的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到适量的乙醇中，然后倒入反应釜中，升温至170℃，持续搅拌12～24个小时，直至反应充分；

(2)-b.从反应釜中取出反应产物悬浮液，先进行一次初步的离心沉降过程，然后再用乙醇作为清洗溶剂进行多次离心沉降的清洗过程；

(2)-c.将最终得到的沉淀物放入烘箱中，于60～90℃下烘干；然后取出，研磨粉碎，即得到镍离子掺杂的CdO纳米粉末。

第(1)步骤完成后直接进行下面的第(3)步骤操作可以制备获得镍离子掺杂的CdO纳米薄膜：

(3).制备离子掺杂的CdO纳米薄膜的基本过程：

(3)-a.首先，将第(1)步骤所获得的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到适量的甲苯中，配制成稳定的悬浮液；

(3)-b.将配制好的Ni:Cd(OH)₂悬浮液滴到衬底上，并用匀胶机进行匀胶，制备成凝胶薄膜，匀胶机参数控制在：低速500转/分钟，时间9秒；高速3000转/分钟，时间30秒；

(3)-c.将匀好胶的凝胶薄膜在250～350℃下进行烘干处理，以去除其中的有机物成分；

多次重复上述的(3)-b、(3)-c步骤的凝胶薄膜的制备过程，直至获得所需要的凝胶薄膜层数；

(3)-d.最后，将旋涂有多层凝胶薄膜的衬底置于氧气氛中，氧气流量控制在1.5～3.5升/分钟，在600～750℃下进行退火处理4～8分钟，然后快速冷却至室温，即获得镍离子掺杂的CdO稀磁半导体纳米薄膜。

本发明制备的镍离子掺杂的CdO基稀磁半导体纳米材料具有如下的技术特征和效果：

1、在材料微结构方面，根据X射线衍射(XRD)图谱和XPS能谱分析图像，所制备的稀磁半导体纳米材料结晶良好，掺杂的镍离子取代了CdO晶格中的Cd²⁺的位置，从而形成了替位掺杂。

2、在材料性质方面，所制备的稀磁半导体纳米材料具有室温铁磁性。

附图说明

图1为本发明实施例1的镍离子掺杂的CdO基稀磁半导体纳米粉末的X射线衍射(XRD)图谱。

图2为本发明实施例1的镍离子掺杂的CdO基稀磁半导体纳米粉末的X射线光电子能谱(XPS)。

图3为本发明实施例1的镍离子掺杂的CdO基稀磁半导体纳米粉末的磁滞回线。

具体实施方式

实施例1：摩尔掺杂比例为15％的Ni离子掺杂CdO基稀磁半导体纳米材料

原料：

醋酸镍[Ni(CH₃COO)₂·4H₂O]、醋酸镉[Cd(CH₃COO)₂·2H₂O]、四甲基氢氧化铵[(CH₃)₄N(OH)·5H₂O]和二甲亚砜[C₂H₆OS]。

制备工艺：

a.制备Ni离子掺杂的Cd(OH)₂前驱体溶胶：

称量225mg醋酸镍，1.359g的醋酸镉和1.998g四甲基氢氧化铵，并将四甲基氢氧化铵加入25ml的乙醇中充分溶解；然后，将醋酸镍和醋酸镉顺序加入50ml的二甲亚砜中，用磁力搅拌器持续搅拌25分钟，待充分溶解后，再将四甲基氢氧化铵的乙醇溶液以2ml/min的速度逐滴加入到含有醋酸镍和醋酸镉的二甲亚砜的混合溶液，然后用磁力搅拌器持续搅拌45分钟直至反应完全；最后，用离心机对反应产物作高速离心沉降过程，倒出上层液体，取出下层的沉淀物，并用乙醇作为清洗溶剂对沉淀物进行4次的离心沉降过程，完全洗去二甲亚砜及多余的四甲基氢氧化铵，即可获得纯净的掺杂有15％Ni离子的Cd(OH)₂前驱体溶胶。

b.制备Ni离子掺杂的CdO纳米粉末：

将步骤a中得到的Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到50ml的乙醇中，形成稳定的前驱体溶胶；然后将前驱体溶胶倒入反应釜中，升温至170℃，持续搅拌16个小时，直至反应充分；最后，从反应釜中取出反应产物，首先进行一次初步的离心沉降过程，然后再用乙醇作为清洗溶剂进行2次离心沉降的清洗过程，将得到的最终沉淀物放入烘箱中，于90℃下烘干，取出研磨粉碎，即得到摩尔掺杂比例为15％的Ni离子掺杂CdO基稀磁半导体纳米粉末，粉末平均粒径在50nm。

c.制备Ni离子掺杂的CdO纳米薄膜：

按照步骤a的方法首先制备获得15％Ni离子掺杂的Cd(OH)₂前驱体溶胶，并将Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到50ml的甲苯溶剂中，配制成稳定的悬浮液。然后，将配制好的Ni:Cd(OH)₂悬浮液滴到衬底上，并用匀胶机进行匀胶，制备成凝胶薄膜，匀胶机参数控制在：低速500转/分钟，时间9秒；高速3000转/分钟，时间30秒；衬底选用单晶硅的外延片。然后，将匀好胶的凝胶薄膜在300℃下作烘干处理，以去除其中的有机物成分；重复上述的凝胶薄膜制备过程3次；最后，将旋涂有3层凝胶薄膜的单晶硅衬底置于氧气氛中，氧气流量控制在2升/分钟，于650℃下进行退火处理5分钟，然后快速冷却至室温，即获得掺杂有15％Ni离子的CdO基稀磁半导体纳米薄膜，薄膜的厚度为150nm。

图1～3从几个方面进一步详细说明本发明实施例1中Ni:CdO稀磁半导体纳米粉末的技术效果：

利用X射线衍射(XRD)技术对Ni:CdO稀磁半导体的相结构进行分析。图1为Ni:CdO稀磁半导体纳米粉末的XRD图谱。由图可见，Ni掺杂的CdO晶体结构与面心立方的CdO晶体结构吻合，没有其它杂质峰存在。

利用X射线光电子能谱(XPS)分析Ni:CdO稀磁半导体中Ni的价态，如图2所示。Ni的2P_3/2的结合能为855.2eV，表明Ni的掺杂态价为正二价。结合图1中XRD的结果，可以得出掺杂的Ni²⁺确实代替了CdO晶格中Cd²⁺的位置，从而形成替位掺杂。

图3所示为Ni:CdO稀磁半导体纳米粉末的室温磁滞回线。由图可见，样品呈现出室温铁磁性，其饱和磁距达到0.11μB/Ni²⁺，矫顽场约为22.0Oe。

所制备获得的Ni:CdO纳米薄膜具有与Ni:CdO稀磁半导体纳米粉末相似的技术效果，即掺杂的Ni²⁺代替CdO晶格中Cd²⁺位置形成替位掺杂，薄膜具有室温铁磁性，其饱和磁距达到了0.10μB/Ni²⁺。

实施例2：摩尔掺杂比例为4％的Ni离子掺杂CdO基稀磁半导体纳米材料

原料：

醋酸镍[Ni(CH₃COO)₂·4H₂O]、醋酸镉[Cd(CH₃COO)₂·2H₂O]、四甲基氢氧化铵[(CH₃)₄N(OH)·5H₂O]和二甲亚砜[C₂H₆OS]。

制备工艺：

a.制备Ni掺杂的Cd(OH)₂前驱体样品：

称量60mg醋酸镍、1.547g的醋酸镉和1.998g四甲基氢氧化铵，并将四甲基氢氧化铵加入25ml的乙醇中充分溶解；然后，将醋酸镍和醋酸镉依次加入50ml的二甲亚砜溶剂中，用磁力搅拌器持续搅拌30分钟，待充分溶解后，再将四甲基氢氧化铵的乙醇溶液以2ml/min的速度逐滴滴加入到含有醋酸镍和醋酸镉的二甲亚砜的混合溶液，用磁力搅拌器持续搅拌60分钟直至反应完全；最后，用离心机对产物作高速离心沉降过程，倒出上层液体，去除下层沉淀物，并用乙醇作为清洗溶剂对沉淀物进行3次的离心沉降过程，完全洗去二甲亚砜及多余的四甲基氢氧化铵，即可获得掺杂有4％Ni离子的Cd(OH)₂前驱体溶胶。

b.制备Ni离子掺杂的CdO纳米粉末：

将步骤a中得到的Ni:Cd(OH)₂均匀分散到60ml的乙醇中，形成稳定的前驱体溶胶；然后将前驱体溶胶加入反应釜中，升温至170℃，持续搅拌12个小时，直至反应充分；最后，从反应釜中取出产物，进行初步的离心沉降过程后再用乙醇作为清洗溶剂进行一次离心沉降过程，将得到的沉淀物放入烘箱中，于80℃下烘干，取出研磨粉碎，即得到掺杂有4％Ni离子的CdO纳米粉末，粉末平均粒径在45nm。

c.制备Ni离子掺杂的CdO纳米薄膜：

按照步骤a的方法首先制备获得4％Ni离子掺杂的Cd(OH)₂前驱体溶胶，并将Ni:Cd(OH)₂前驱体溶胶均匀分散到60ml的甲苯溶剂中，配制成稳定的悬浮液。然后，以镀有铂金的单晶硅作为衬底，将配制好的Ni:Cd(OH)₂悬浮液滴到衬底上，并用匀胶机进行匀胶，制备成凝胶薄膜，匀胶机参数控制在：低速500转/分钟，时间9秒；高速3000转/分钟，时间30秒；然后，将匀好胶的凝胶薄膜在350℃下进行烘干处理，以去除其中的有机物成分；重复上述的制备凝胶薄膜过程4次；最后，将旋涂有4层凝胶薄膜的衬底置于氧气氛中，氧气流量控制在1.5升/分钟，并在600℃下进行退火处理6分钟，然后快速冷却至室温，即获得掺杂有4％Ni离子的CdO基稀磁半导体纳米薄膜，薄膜的厚度为180nm。

所制备获得的纳米粉末和纳米薄膜具有与实施例1相似的技术效果，即掺杂的Ni²⁺代替CdO晶格中Cd²⁺位置形成替位掺杂，纳米粉末和纳米薄膜具有室温铁磁性。

实施例3：与实施例1基本相同，但是所述的Ni离子摩尔掺杂比例为1％。

实施例4：与实施例1基本相同，但是所述的Ni离子摩尔掺杂比例为20％。

实施例5：与实施例1基本相同，但是所述的Ni离子摩尔掺杂比例为2％。