收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多晶Fe_3O_4薄膜及其复合结构的微观结构、磁性质和输运特性

申俊杰  
【摘要】: 隧道型磁电阻(TMR)来源于颗粒薄膜中的铁磁颗粒或者是隧道结中的铁磁性电极间的自旋相关隧穿效应,并与隧穿电子的自旋极化率成正比,因此人们一直在致力于寻找具有高自旋极化率的材料。半金属材料中的输运电子具有100%的自旋极化率,是比较有希望在自旋电子学器件上得到应用的自旋注入材料。在几种类型的半金属材料中,由于Fe_3O_4具有高居里温度、低沉积温度以及可以超薄成膜等优点,更成为近年来自旋电子学领域的研究热点之一。 本论文采用对向靶直流反应溅射法制备了多晶Fe_3O_4薄膜、Fe_3O_4/Al(Mo)双层膜和Zn、Mn掺杂的Fe_3O_4薄膜,对它们的微观结构、化学成份、电阻率、磁电阻、磁学性能以及霍尔效应等进行了系统的研究。 在基底不加热的条件下,用对向靶反应溅射法在氩气和氧气的混合气氛中制备了多晶Fe_3O_4薄膜。结构分析发现薄膜中晶粒呈柱状生长,大小均匀。室温下多晶Fe_3O_4薄膜在50 kOe的磁场下磁化强度为296 emu/cm3,远远小于块体材料的饱和磁化强度值(471 emu/cm3),而且没有达到饱和。低温下,带场冷却的磁滞回线有交换偏置现象,但当温度升高到200 K左右时交换偏置消失。在外场为90 kOe的磁场下,薄膜的磁电阻仍然不饱和,在80 K达到–11.7%。随着温度的升高磁电阻降低,室温时仍然能达到–7.4%,是目前已报道的较大的磁电阻值。在多晶Fe_3O_4薄膜中存在大量的反相边界(APB)。由于APB的出现,薄膜中存在强反铁磁耦合,导致薄膜的磁化强度降低、低温下出现交换偏置现象和比较显著的磁电阻效应。研究发现多晶Fe_3O_4薄膜中电子的的输运机制为相邻颗粒间的隧穿效应。 在Fe_3O_4/Al(Mo)双层膜中同Fe_3O_4多晶膜相比发现了磁性增大现象。对Fe_3O_4(300 nm)/Al双层膜,30 nm厚的Al衬层可以使磁化强度达到450 emu/cm3,几乎接近块体值,而随着衬层厚度的增加,磁化强度基本稳定在该值附近。对Fe_3O_4/Mo双层膜,磁性增加的效果不如Fe_3O_4/Al双层膜显著,30 nm厚的Mo衬层使双层膜中的磁化强度增加到422 emu/cm3,这是因为在Fe_3O_4/Mo双层膜中出现了反铁磁性的Fe2(MoO4)3。对于双层膜来说,低温带场冷却磁滞回线的测量中发现了交换偏置场的大小明显低于单层膜。通过对磁性增大的物理机制进行研究发现,金属衬层显著抑制了薄膜沉积过程中结构缺陷和界面非晶层的形成,从而使多晶Fe_3O_4薄膜的饱和磁化强度增大。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朴应模,林金花;钢筋在混凝土中被锈蚀的机理及影响因素[J];延边大学学报(自然科学版);2002年03期
2 周维军;袁永华;桂元珍;刘海淘;;脉冲激光辐照TiO_2/SiO_2薄膜热效应研究[J];强激光与粒子束;2007年01期
3 杨得全,范垂祯;扫描辐射计内光路反射镜中SiO_2/Ag薄膜系统的失效分析[J];中国空间科学技术;1992年03期
4 胡娟;吴爱民;岳红云;张学宇;秦福文;闻立时;;ECR-PECVD制备纳米硅颗粒薄膜[J];哈尔滨工程大学学报;2011年06期
5 罗开玉;鲁金忠;尹纯晶;钟俊伟;姚辉学;张永康;;激光冲击LY2铝合金的薄膜性能[J];吉林大学学报(工学版);2010年02期
6 姜纪冰;;高铅玻璃薄膜导电层的导电性能[J];真空科学与技术学报;1983年05期
7 杨振文;;高灵敏度砷化镓霍尔元件及其应用[J];仪表技术与传感器;1982年05期
8 宋长安,刘恩庆,孙志文;紫外光下观察有机发光膜[J];甘肃科技;2004年08期
9 邓乃绥;章兼源;徐景端;;薄膜卷绕理论分析[J];绝缘材料;1986年05期
10 ;吹塑薄膜联合挤压机发展迅猛[J];上海包装;1988年03期
11 ;国外机械简讯[J];机械制造;1963年05期
12 曾世诚;许淑琴;;光学介质薄膜断面的电子显微镜样品制备技术[J];电子工艺技术;1985年06期
13 张群芳;朱美芳;刘丰珍;;高效薄膜硅/晶体硅异质结电池的研究[J];太阳能;2006年04期
14 朱德庄;极群柄的自动焊接[J];蓄电池;1973年03期
15 范铭;;喷雾流化干燥试验研究分析[J];东南大学学报(自然科学版);1979年03期
16 曹祖植;;宽带光学介质反射膜的散射损失[J];光学仪器;1983年02期
17 张治明;;沥青—橡胶薄膜在减少反射裂缝方面的应用[J];中外公路;1986年03期
18 ;利用土工薄膜作为泄水建筑物护层[J];浙江水利科技;1986年04期
19 潘江陵;倪军;;面心立方(001)方向AB合金薄膜表面层的有序无序相变[J];物理学报;2006年01期
20 邝贤锋;;激光技术在塑料薄膜加工中的应用[J];包装工程;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵云峰;高阳;;聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯复合薄膜的超声波焊接[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
2 邵净羽;王德苗;任高潮;徐电;;关于真空激光减薄技术的研究[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年
3 邵净羽;王德苗;任高潮;;关于真空激光减薄薄膜技术的研究[A];TFC'07全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2007年
4 裴嵩峰;赵金平;杜金红;任文才;成会明;;氢碘酸高效还原氧化石墨烯薄膜[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
5 王骥;柳建松;杜建科;黄德进;;薄膜体声波谐振器(TFBAR)厚度剪切振动频率的计算[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
6 王立群;李德军;王明霞;宿杰;余大书;;ZrN/WN超硬多层薄膜缺陷性质的慢正电子湮没研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
7 谢奉妤;高家诚;胡德;张敏;;纯Mg表面TiO_2薄膜的电化学腐蚀行为[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
8 董石麟;;正交正放类三层网架的结构形式及拟夹层板分析法[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年
9 董石麟;;正交正放类三层网架的结构形式及拟夹层板分析法[A];空间结构论文选集(二)[C];1997年
10 关黎明;张茹;王廷云;;掺杂纳米材料光纤的探索性研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘露璐;氧化镉基纳米结构薄膜的制备及应用性能研究[D];吉林大学;2014年
2 郭孝孝;LDHs薄膜的取向生长及性能研究[D];北京化工大学;2010年
3 王颖;中红外激光薄膜的研究与制备[D];浙江大学;2009年
4 白素媛;亚微米薄膜导热特性的研究[D];大连理工大学;2010年
5 李耀义;应变岛双稳态及拓扑绝缘体薄膜分子束外延生长研究[D];清华大学;2010年
6 王玲艳;化学溶液沉积工艺制备无铅铁电K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3 薄膜的结构和性能研究[D];西安交通大学;2011年
7 赵越;化学方法制备硫族化合物纳米薄膜的研究[D];山东大学;2010年
8 马铭;超顺磁性氧化铁和LSMO/BCFO复合多铁薄膜的制备及其物性研究[D];华中科技大学;2011年
9 王卫东;纳米晶胶体墨水技术CuInSe_2黄铜矿薄膜的制备、表征与光伏应用[D];天津大学;2012年
10 钟财富;高居里点钙钛矿型压电薄膜材料的制备、结构与性能研究[D];清华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张磊;脉冲激光沉积制备Fe-N薄膜[D];浙江大学;2011年
2 陈谦;FTO薄膜热处理过程中的表面演化及性能的研究[D];燕山大学;2011年
3 王玉雷;太阳电池用SiN/a-Si/poly-Si/NiTi薄膜的制备与性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 张凇铭;电弧离子镀过程中脉冲偏压对TiCN薄膜的影响[D];长春理工大学;2010年
5 管昌雨;反应磁控溅射制备组分可控的B-C-N薄膜[D];大连理工大学;2010年
6 李清峰;C轴取向BaFe_(12)O_(19)薄膜集成到Si单晶基片的磁控溅射工艺与性能研究[D];苏州大学;2010年
7 聂利飞;无扩散阻挡层Cu(C)和Cu(Ti)薄膜的制备及表征[D];大连理工大学;2010年
8 尹永波;ZnO:Al靶材与薄膜的制备初步研究[D];西华大学;2010年
9 潘笑风;高性能铁电薄膜制备、结构与性能研究[D];电子科技大学;2010年
10 姜巍;WS_2及C掺杂TiAlSiN复合膜制备工艺及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张奕波;激光技术在消费品包装中的运用[N];中国包装报;2008年
2 ;一种用于金属包装的增强型防水全塑复合膜[N];中国包装报;2005年
3 ;一种纸塑复合包装材料[N];中国包装报;2005年
4 ;电子部件壳用包装材料[N];中国包装报;2005年
5 河南农业大学教授 张绍文;搭建“棚中棚” 蔬菜可早定[N];河南科技报;2008年
6 ;液态食品包装片状材料[N];中国包装报;2005年
7 陈希荣;上光技术日趋完善 环保上光最具潜力[N];中国包装报;2007年
8 林其水;食品软包装中的激光划线技术[N];中国包装报;2008年
9 ;失效专利信息精选[N];天津工商报;2000年
10 ;解读高可靠性及小型化晶圆级CSP[N];中国电子报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978