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Co/ITO多层膜的巨磁电阻效应及Fe/Cr双层膜的磁学与磁电阻效应

作　者: 李定国
导　师: 陈鹏
学　校: 西南大学
专　业: 凝聚态物理学
关键词: 多层膜巨磁电阻双层膜反铁磁耦合
分类号: O482.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本论文简单介绍了半导体自旋电子学和磁电阻效应的一些研究进展,分析了几种常见的巨磁电阻效应系统。实验以ITO作为非磁层,采用磁控溅射技术制备了系列Co/ITO多层膜和用离子束溅射方法制备了Fe/Cr双层膜等多种磁性薄膜样品。本论文通过磁控溅射法制作了的Co/ITO多层膜系列样品,详细介绍了样品的制备、结构表征和测量过程。用振动样品磁强计(VSM)测量样品的磁性;用微电阻测试系统对样品在不同温度下的磁电阻等相关特性测量。系统地研究了磁电阻效应随温度的变化关系及其影响机制。室温下在非磁性层ITO的厚度为2nm的样品中巨磁电阻值为1.8%。在12.5K时,巨磁电阻值为4.3%。我们认为Co/ITO多层膜样品中GMR效应来源于相邻磁性层的反铁磁性耦合。同时测量了巨磁电阻值随温度的变化关系,发现GMR值在低温下接近于一个常数值,在较高的温度到室温之间,随温度的升高而近线性的下降。本论文通过离子束溅射的方法制作了Fe/Cr双层膜系列样品,系统的讨论了双层膜由于生长顺序不同下的磁学性质,发现在Fe/Cr双层膜中与在Cr/Fe双层膜中,先生长一层Cr膜的矫顽力要偏大。当Cr的厚度在25nm附近时,铁磁层的矫顽力及偏置会出现一个峰值。220K时MR值较大,313K时MR值较小,这表明对MR贡献最大的因素可能是Fe与Cr界面处发生的反铁磁耦合。并发现随着温度降低,磁电阻逐渐增大。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章绪论  8-23
  1.1 自旋电子学  8-10
    1.1.1 半导体自旋电子学  8-10
  1.2 几种磁电阻体系概述  10-16
    1.2.1 半导体-磁体混合系统  10
    1.2.2 稀磁半导体  10-11
    1.2.3 含铁磁颗粒的颗粒膜  11-12
    1.2.4 自旋阀结构  12
    1.2.5 铁磁-有机半导体系统  12-13
    1.2.6 磁性金属多层膜  13-16
  1.3 几种磁电阻效应概述  16-19
    1.3.1 巨磁电阻效应  17
    1.3.2 隧穿磁电阻效应  17
    1.3.3 正常磁电阻效应  17
    1.3.4 各向异性磁电阻效应  17-18
    1.3.5 庞磁电阻效应  18-19
  1.4 本论文的工作  19-20
  参考文献  20-23
第二章纳米薄膜的制备及其性质表征  23-30
  2.1 引言  23
  2.2 样品的制备与测量  23-29
    2.2.1 基片  23-24
    2.2.2 离子束溅射  24
    2.2.3 磁控溅射原理  24-25
    2.2.4 样品磁性的表征  25-26
    2.2.5 薄膜厚度的测量  26-27
    2.2.6 样品的电阻和磁电阻的测量  27
    2.2.7 样品结构的表征  27-28
    2.2.8 原子力显微镜  28-29
  参考文献  29-30
第三章 Co/ITO多层膜的磁电阻效应和磁学性质研究  30-36
  3.1 引言  30
  3.2 实验过程  30-31
  3.3 结果与分析  31-33
  3.4 本章小结  33-34
  参考文献  34-36
第四章 Fe/Cr双层膜的磁学性质  36-44
  4.1 引言  36
  4.2 实验过程  36-37
  4.3 结果与分析  37-42
  4.4 本章小结  42
  参考文献  42-44
硕士期间论文发表情况  44-45
致谢  45

Co/ITO多层膜的巨磁电阻效应及Fe/Cr双层膜的磁学与磁电阻效应

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