鐵氧體磁性材料,由于它具有特殊的磁性和電子結構,被廣泛應用于許多領域。近年來,為了提升鐵氧體材料的物理性質,又掀起一股研究鐵氧體的熱潮。人們發現,鐵氧體的磁性與材料的化學有序狀態息息相關,尤其是材料中陽離子的占位情況,鐵氧體中陽離子的分布情況及其對磁性的影響,一直以來都是一個具有挑戰性的問題。鋅鐵鐵氧體(ZnFe2O4)因為具有奇特的磁性而經常成為研究者的課題,ZnxFe3-xO4 (x < 1)又會有怎樣的磁性引起了我們的興趣。X射線光電子能譜(XPS)和俄歇電子能譜(AES)是本文研究的主要手段。本文的研究對象是一系列用化學共沉淀法制備出來的鋅鐵鐵氧體(ZnxFe3-xO4, x = 0, 1/6, 1/3, 1/2, 2/3),經X射線衍射(XRD)表征都為尖晶石結構,由振動樣品磁強計(VSM)所得的磁滯回線顯示隨著摻入Fe3O4中鋅含量的增加,樣品飽和磁矩不是單調變化,而是先變大再變小,在x = 1/3時,出現了一個最大值。為了解釋這個現象,我們從探究樣品中離子的化學環境著手。論文的具體工作如下:首先,對樣品進行芯能級譜的測量及數據分析。我們測量了樣品的Fe 2p, Zn 2p以及O 1s的芯能級譜,O 1s譜顯示樣品中的氧都是以O2-存在著,Fe 2p譜峰隨著鋅含量的變化有所移動(化學位移),因而我們對Fe 2p譜進行了退卷積處理,通過各峰的面積計算出各鐵離子相應的比例,從而得知它們的分布。Zn 2p譜的化學位移較小不容易分辨,需要分析它的俄歇譜。其次,對樣品進行俄歇電子能譜的測量及數據分析。我們測量了樣品的Zn L3M45M45譜,發現譜峰隨著鋅含量的增加向高動能端移動,計算了各樣品的俄歇參數,與文獻記載的經驗值比較,發現摻入鋅較少的樣品的俄歇參數與ZnFe2O4的俄歇參數接近,也就是鋅的占位與ZnFe2O4一樣主要占據A位;而摻入鋅較多的樣品的俄歇參數ZnFe2O4的俄歇參數相距甚遠,說明鋅的占位與ZnFe2O4有所不同。最后,將所得鐵離子和鋅離子的占位規律與奈爾的亞鐵磁性分子場理論結合起來解釋樣品的磁性變化。由于鋅的加入,為保持分子中正負電荷的平衡,B位上有部分Fe2+轉變為Fe3+,產生新的磁矩M2’,非磁性的鋅離子取代樣品中磁性的鐵離子引起交換作用的變化,使得磁矩排列改變。我們將M2’的兩種極端排列方式建立模型,計算兩模型下樣品的飽和磁化強度,與實驗值比較,發現當樣品中鋅含量較少時,為A-O-B交換作用模型,鋅含量增加到一定程度就轉化到B-O-B交換作用模型。