收藏本站
收藏 | 论文排版

Co/ZnO薄膜的磁性和磁电阻效应研究

刘薇  
【摘要】:对于颗粒膜的研究是近年来人们关注的热点之一,是由于其在信息技术的发展中起着举足轻重的作用。人们对于颗粒膜中非磁性材料的选择,主要是非磁性的金属基体或是非磁性的绝缘体。对于铁磁性金属和半导体材料组成的颗粒膜体系研究的不少,同时对其输运机制仍存在争议。因此,本文选用半导体ZnO作为非磁性基底,利用JGP560CC型三室超高真空多功能溅射仪在玻璃基片上制备了不同ZnO厚度和不同压强下的Co/ZnO颗粒膜,利用X射线衍射仪和透射电镜对样品的结构进行表征;利用振动样品磁强计和超导量子干涉仪对薄膜的磁学性质进行测量;利用标准四探针法对薄膜的电学性质进行测量。 首先,我们在不同溅射压强下制备了相同标定厚度的Co/ZnO薄膜,发现所有薄膜具有相似的结构,形成了磁性纳米颗粒包裹在半导体基质中的颗粒膜结构。随着溅射气压的增加,薄膜的磁性由铁磁性转变为超顺磁性。薄膜磁性的这种很大差异,与薄膜中载流子浓度有关,载流子浓度越大,磁性颗粒间的耦合作用越强,越容易表现出铁磁特性。薄膜的电阻对数lnR与T~(-1/2)基本为线性关系,表明薄膜的磁电阻主要来自于电子的自旋相关隧穿。 其次,在此研究基础上,我们在0.8Pa的溅射压强下通过固定Co层的厚度,改变ZnO的厚度制备了一系列Co/ZnO颗粒膜。通过XRD分析得到,随着ZnO厚度的增加,薄膜由非晶态转变为晶态结构;从TEM图片可以看出,薄膜形成的是典型的颗粒膜结构。所有薄膜在室温下都表现为超顺磁性,随着ZnO厚度的增加,Ms由249emu/cm~3减小到13emu/cm~3,说明薄膜中的金属颗粒在不断减小。随着非磁性层ZnO厚度的增加,薄膜的磁电阻值基本呈现减小的趋势,主要是由于Co颗粒间距的增加影响了电子的自旋相关隧穿,且颗粒尺寸的减小,使得薄膜磁电阻不易达到饱和状态。从电阻值与磁电阻的关系看出,其有一定的规律性,且磁电阻似乎存在一极值约为-11%。 再次,我们首次研究了薄膜的周期数对相同标定厚度Co/ZnO薄膜磁性和磁电阻效应的影响。结果发现,薄膜均表现为超顺磁性,随着溅射周期数的增加其磁电阻值发生变化,这主要是由于薄膜中的颗粒隧穿不仅发生在层内,在层间也存在,磁电阻值为两者竞争的结果。 总之,在磁性金属-半导体颗粒膜系统中,只有当薄膜中磁性金属颗粒尺寸和颗粒间距达到一个比较恰当的值,才能获得较大的磁电阻效应。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 都有为,王志明,倪刚,邢定钰,徐庆宇;高度取向石墨的巨磁电阻效应[J];物理学报;2004年04期
2 唐贵德,刘兴民,刘力虎,赵旭,白一鸣,潘成福,侯登录,余勇,禹日成,靳常青;La_(0.67)Sr_(0.33-x)Ag_xMnO_3的室温磁电阻效应[J];功能材料;2004年04期
3 钟伟,吴小玲,姜洪英,汤怒江,都有为;碱金属掺杂ABO_3和A_3B_2O_7型钙钛矿磁卡、磁电阻效应研究[J];稀有金属;2003年05期
4 范宝殿;张敏敏;方春玉;邱祖强;;La_(0.67)Ca_(0.33)CoO_3的高场磁电阻效应研究[J];化工时刊;2008年03期
5 丁娟;赵韦人;符史流;於元炯;;Ni_(52)Mn_(26)Ga_(22)薄膜的马氏体相变和磁电阻[J];金属功能材料;2006年03期
6 韩立安;;钙钛矿La_(0.7)Pb_(0.3)MnO_3的磁电阻效应及输运特性[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S1期
7 范宝殿;张敏敏;吴成国;朱海涛;;La_(0.67)Ca_(0.33)CoO_3的结构和磁电阻效应研究[J];化工时刊;2007年05期
8 黄宝歆;王军华;张林;刘宜华;梅良模;;金属/半导体颗粒膜中的特殊磁电阻效应[J];压电与声光;2007年06期
9 沈耀国;范宝殿;;钙钛矿结构材料的制备方法研究[J];化工时刊;2008年11期
10 寇昕莉;;氧化镁磁隧道结磁电阻效应的研究进展[J];材料导报;2008年12期
11 张晓丽;唐贵德;刘少鹏;许力强;赵福伟;齐伟华;;异质结构掺锰氧化物(La_(0.60)Sr_(0.4-x)Na_xMnO_3)的磁电阻研究[J];纳米科技;2008年05期
12 金克新;陈长乐;赵省贵;罗炳成;袁孝;宋宙模;;磁隧道结的研究进展[J];材料导报;2007年03期
13 李文娟;曹世勋;高湉;康保娟;袁淑娟;敬超;张金仓;;半掺杂Pr_(0.5)Ca_(0.5)Mn_(1-x)Cr_xO_3体系的电荷有序和磁电阻效应[J];功能材料;2007年06期
14 程浩;刘鸿;汪令江;郑勇林;;铁磁金属纳米点接触的磁电阻[J];成都大学学报(自然科学版);2010年03期
15 金克新;赵省贵;谭兴毅;陈长乐;;La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/ZnO混合物薄膜的磁电阻和伏安特性研究[J];无机材料学报;2009年03期
16 韩红梅,王锦辉,钟伟,都有为;磁性双钙钛矿材料的研究进展[J];功能材料;2001年06期
17 冯明;李娜;徐仕翀;李海波;;La_(0.55)Eu_(0.1)Sr_(0.15)Na_(0.2)MnO_3的制备及其磁性[J];吉林大学学报(理学版);2008年04期
18 王立锦;;薄膜材料磁电阻特性测试系统的研制[J];实验技术与管理;2009年04期
19 张变芳;杜明辉;刘力虎;;La_(2/3)Sr_(1/3)Mn_(1-x)Cu_xO_3的磁电阻研究[J];功能材料;2011年S1期
20 汪汝武;陈静;李云宝;张立刚;;Sm替代对DyMn_6Ge_6化合物磁性和磁电阻效应的影响[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王先杰;隋郁;千正男;程金光;刘志国;李妍;苏文辉;;Sr_2Fe_(1-x)Al_xMoO_6(x=0,0.3)陶瓷的低场磁电阻效应研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
2 卫芬芬;熊曹水;熊永红;;高阻相对La_(0.7)Ca_(0.2)Sr_(0.1)MnO_3磁电阻效应的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
3 吴坚;;钙钛矿(La_(1-y)Tb_y)_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3磁致伸缩和磁电阻效应的关联[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
4 都有为;;自旋电子学功能材料[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
5 陈水源;叶晴莹;张洪;赖恒;黄志高;;[La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3]_(1-y)[ZrO_2]_y复合纳米材料的输运特性[A];第十二届全国磁学和磁性材料会议专辑[C];2005年
6 王立锦;张辉;滕蛟;于广华;;磁性薄膜材料磁电阻效应测试系统[A];北京市高等教育学会技术物资研究会第九届学术年会论文集[C];2007年
7 王立锦;张辉;张金中;滕蛟;于广华;;磁性薄膜材料磁电阻效应测试系统[A];北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集[C];2007年
8 唐贵德;刘兴民;侯登录;刘力虎;赵旭;聂向富;禹日成;余勇;靳常青;;空位含量x对La_(0.67)Sr_(0.18-x)Ag_(0.15)MnO_3块体材料磁电阻效应的影响[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年
9 王敦辉;;Ni-Mn基铁磁形状记忆合金的磁相变及相关性质研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
10 魏红祥;韩秀峰;R.M.Lanford;J.M.D.Coey;;纳米接触磁电阻材料的制备与研究[A];2005年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董宪峰;有机磁电阻的理论研究[D];山东大学;2012年
2 全志勇;Co与ZnO半导体等复合膜磁电阻效应及自旋注入的研究[D];山西师范大学;2012年
3 林亮;有机自旋小分子半导体材料与器件制备及特性研究[D];山东大学;2011年
4 马骁;层状钙钛矿型锰氧化物的磁性和电性[D];中国科学院研究生院(物理研究所);2005年
5 姚金雷;稀土锰基化合物RMn_6Sn_6及其衍生物的结构、磁性及磁电阻效应[D];浙江大学;2005年
6 王俊峰;低维系统中电荷有序与自旋有序的相关研究[D];武汉大学;2006年
7 余功奇;双层锰氧化物的电、磁性质及掺杂效应研究[D];华中科技大学;2007年
8 田玉峰;氧化物铁磁性半导体电子输运特性的研究[D];山东大学;2009年
9 刘莉;钙钛矿锰基氧化物的电、磁性质及掺杂效应[D];华中科技大学;2005年
10 雷丽文;钙钛矿型锰基氧化物的制备、结构及性能研究[D];武汉理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘薇;Co/ZnO薄膜的磁性和磁电阻效应研究[D];山西师范大学;2012年
2 王寒猛;非均匀半导体的磁输运调控和优化[D];苏州大学;2012年
3 张天佑;有机磁电阻效应的微观机理研究[D];山东建筑大学;2012年
4 汪汝武;RMn_6Ge_6稀土锰基化合物的结构、磁性和磁电阻效应[D];武汉科技大学;2004年
5 黄清芳;钙钛矿稀土锰氧化物的巨磁阻抗效应[D];山东大学;2011年
6 杨青;La-Sr-Fe-Mn-O体系化合物及Pr-K-Fe-Mo-O体系化合物的合成及表征[D];河北大学;2007年
7 周敏;钙钛矿锰氧化物多晶的结构及电磁性能研究[D];内蒙古科技大学;2011年
8 高玲;氧化物功能陶瓷的制备与性能研究[D];东北大学;2008年
9 张丽;La_(0.9)Sb_(0.1)MnO_3薄膜和La_(0.9)Sb_(0.1)MnO_3中A、B位掺杂的结构及物性研究[D];内蒙古大学;2012年
10 韩红梅;双钙钛矿氧化物的磁电阻效应及电磁性质[D];西北大学;2001年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 朱广菁;科学与技术创新的战略选择[N];大众科技报;2007年
2 本报记者 张佳星;巨磁电阻:海量信息“指尖化”[N];科技日报;2007年
3 易辞;纳米材料有何用途[N];北京科技报;2001年
4 彭德倩;“巨磁电阻”:打破信息存储瓶颈[N];解放日报;2007年
5 记者 陈磊;研发新一代存储器,中国在路上[N];科技日报;2008年
6 自治区产品质量监督检验所 赵茜;中国纳米材料研究的新发展[N];新疆科技报(汉);2004年
7 崔琳;人丁兴旺的纳米磁性材料[N];中国有色金属报;2002年
 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