巨磁电阻的若干问题

本文综述了各向异性磁电阻(AMR)．巨磁电阻(GMR)，特大磁电阻效应(CMR)以及隧道磁电阻效应(TMR)的实验结果及理论模型     

斜入射坡莫合金薄膜的磁电阻效应

研究了斜入射蒸镀的坡莫合金薄膜在室温下的磁电阻效应。测量结果表明:(1)斜入射膜的磁电阻效应是各向异性的,但在电流方向不变时ΔR_(Sα)/ΔR_0=cos~2α的关系仍然成立;(2)由ΔR_(rα)/ΔR_0与剩磁状态前饱和磁化的磁场方向无关,也可以决定膜的单轴性;(3)测定了外加磁场几乎垂直于膜面时的磁电阻变化与外加磁场的关系,并与Stoner-Wohlfarth转动模型的计算结果作了比较,它们定性地一致。     

纳米级Sr_2FeMoO_6/CeO_2复合材料磁致电阻效应研究

研究具有纳米级晶粒尺寸的(Sr_2FeMoO_6)_(1-x)/(CeO_2)_x复合材料的电输运性质.发现其低场磁致电阻效应在整个温区内要高于纯Sr_2FeMoO_6多晶材料.外加磁场为2 kOe(1 Oe=1000/(4π)A/m时,x=0.3的复合材料在10K与300 K的磁致电阻分别为纯SFMO样品的1.7与1.3倍.表明载流子在晶界处的隧穿效应加强了其磁致电阻效应.     

Fe掺杂对La0.67Sr0.33CoO3磁电性质的影响

通过磁性、电子输运和磁电阻等性质的测量,我们研究了La0.67Sr0.33CoO3的Fe掺杂效应.发现当Fe掺杂直到x=0.3时,样品的结构没有明显变化,但掺杂将降低居里温度Te和磁化强度M.电阻率在低掺杂(x≤0.1)时显示金属性输运行为,而在高掺杂(x=0.2和0.3)时则显示半导体行为.而且,Fe掺杂削弱了居里温度Te处的MR峰值,但增加了低温下(T≤Te)的MR值.La0.67Sr0.33CoO3的Fe掺杂效应和磁电阻的起源可由外加磁场导致的自旋态转变来解释.     

取向多晶Mn_(1.9)Co_(0.1)Sb的磁弹性相变和巨各向异性磁致应变效应

Mn_2Sb基合金磁弹性相变附近具有丰富可调的磁功能性质,再加上其低廉的成本,在很多领域都具有潜在应用,然而合金有关磁致应变的研究和报道仍然非常少.本文利用合金在电弧熔炼过程中,由于快速冷却而产生强烈温度梯度,从而导致晶体生长出现高度择优取向性,制备出取向性的Mn_(1.9)Co_(0.1)Sb多晶合金. X射线衍射和热磁测量都表明合金晶粒沿着特定晶体学方向生长.等温磁化曲线表明合金发生了明显的磁场驱动变磁性相变,且变磁性行为随测量温度的降低越发明显.利用标准的电阻式应变片方法直接测量了其磁致应变效应,获得了测量方向分别平行和垂直于织构方向高达0.246%和-0.11%的巨各向异性磁致应变值.该磁致应变效应主要起源于合金磁场诱导变磁性相变附近各向异性的晶格畸变.     

磁致电阻效应的最新研究进展及其在信息存储领域的应用

介绍了磁致电阻效应在信息存储领域的研究现状和发展趋势,总结了巨磁电阻效应、隧道巨磁电阻效应以及自旋传输矩效应的理论模型,分析了这些磁致电阻效应的物理机制。     

(La0.7Sr0.3MnO3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体中增强的室温磁电阻效应

利用溶胶-凝胶法制备了(La0.7Sr0.3Mn0.3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体材料,并利用X射线衍射和57Fe的穆斯堡尔谱详细研究了其结构和微结构.利用超导量子磁强计测量了样品的磁性.结构和磁性的测量表明(La0.7Sr0.3MnO3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体由La0.7Sr0.3MnO3和CoFe2O4组成,两相之间没有反应.复合体的电阻率随着CoFe2O4的加入而逐渐升高.在室温条件下5 kOe的磁场下得到了-5%的磁电阻效应,该值比同样品粒大小的纯La0.7Sr0.3MnO3样品的磁电阻效应大一倍.同时也比将非磁性的绝缘势垒如玻璃、CeO2等引入La0.7Sr0.3MnO3的室温磁电阻值大.表明一定量的铁磁性绝缘势垒的引入可以增强类钙钛矿锰氧化物的室温磁电阻效应.     

掺Mn拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜的制备及其电磁特性研究

文章利用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)法在蓝宝石衬底上制备拓扑绝缘体Bi_2Se_3和掺杂Mn的拓扑绝缘体Bi_2Se_3的异质结薄膜。利用反射高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffraction,RHEED)和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)对不同条件制备的样品晶相进行分析,获得最优的制备参数,主要包括衬底温度为390℃、Bi和Se的流量比为1∶10以及Mn流量对应的温度为590℃;利用综合物性测量系统(physical property measurement system,PPMS)测量了样品的温度电阻、磁电阻和霍尔电阻。测量结果表明,与纯Bi_2Se_3薄膜相比,Bi_2Se_3和掺杂Mn的Bi_2Se_3构成的异质结薄膜的电阻随温度的升高表现出金属性-绝缘性的转变和更强的磁阻特性,而且由于异质层间的近邻效应导致异质薄膜表现出p型导电特性。     

磁致伸缩与霍尔效应综合实验仪的设计与实现

在磁场测量实验仪器的基础上,采用电阻应变计法研制了磁致伸缩与霍尔效应综合实验仪.该仪器既适用于高校课堂教学演示,又可以作为物理实验仪器供学生自行操作.     

In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱二维电子气的零场自旋分裂

用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)方法在半绝缘InP衬底上生长In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱样品。在In0.52Al0.48As势垒层中进行元素Si的δ掺杂,元素Si电离的电子转移到量子阱中,在量子阱中形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)。对该样品在低温下进行了磁输运测试,得到了2DEG纵向电阻(磁电阻)和横向电阻(Hall电阻)在不同温度下随磁场的变化曲线。观察到磁电阻的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和由零场自旋分裂引起的SdH振荡在低场下的拍频效应。也观察到Hall电阻出现量子Hall效应所特有的Hall平台。对Hall电阻在低场部分的直线拟合获得2DEG的Hall浓度,并根据Hall浓度和零场电导获得2DEG的Hall迁移率。对磁电阻曲线的快速傅立叶变换(fast Fourier trans-form,FFT)分析获得的2DEG浓度与Hall浓度一致。对拍频节点进行分析,获得了2DEG的自旋轨道耦合常数,并由此得到了零场自旋分裂能、自旋弛豫时间、自旋进动长度等实现自旋器件的相关参数。     

Cu低掺杂对La0.7Ca0.3MnO3电阻及磁电阻的影响

用溶胶凝胶法制备了Cu低掺杂的La0.7Ca0.3Mn1-xCuxO3(x=0%,1%,2%,3%,4%,5%)系列多晶材料.采用振动样品磁强计测量了系列样品的热磁曲线并获得了相应的居里温度,实验结果表明居里温度随着Cu掺杂量的增加而减少.在77~350 K温度范围内测量了样品的电阻和磁电阻,结果表明样品电阻率与温度的关系均具有明显的电阻峰结构.当x=5%时,开始出现双电阻峰结构;掺杂量x为1%,2%,3%,5%的样品在外场为0.4 T时存在较大的磁电阻极大值,分别为30.5%,25.4%,22.4%,18.8%,均大于未掺杂(x=0%)的13.5%.双交换(DE)模型简单地解释了Cu低掺杂对电阻及磁电阻行为的影响.     

隧道巨磁电阻效应的研究与应用

1974年,Slonczewski提出的铁磁金属／绝缘体／铁磁金属(FM／I／FM)结构中存在隧道巨磁电阻(TMR)效应,当两铁磁层磁化方向平行或反平行时,FM／I／FM隧道结将有不同的电阻值。很快,Julliere在Fe／Ge／Co隧道结中证实了这一点。这种因外磁场改变隧道结铁磁层的磁化状态而导致其电阻变化的现象,称为隧道磁电阻效应。随后,人们对一系列FM／I／FM磁隧道结的输运性质进行了研究。由于磁隧道结中两铁磁层间不存在或基本不存在层间耦合,     

氮化铁薄膜的制备及其磁电阻效应

用磁控反应溅射法制备了铁和氮化铁薄膜，分别测出其X射线衍射谱（XRD），分析表明存在氮化铁薄膜。在室温下测量了制备态和退火样品的磁电阻，分析比较表明退火后的磁电阻效应得到增强。     

快淬Co/Fe/Cu金属条带的巨磁电阻效应

研究了用快淬制备的铸态和退火处理后非均匀相合金Co15-xFexCu85金属条带的磁电阻、微观结构、磁性能。x的范围是0－15at%。条带的磁电阻幅度很微弱，与同成分的溅射样品有明显不同。这是由条带的微观结构决定的，同时也证实巨磁电阻效应是磁性颗粒的纳米尺寸效应引起。     

Cd1—xMnxTe的巨大法拉第旋转效应

测量了半磁半导体Cd_(1x)Mn_xTe单晶的巨大法拉第旋转效应,并研究了Cd_(1-x)Mn_xTe法拉第旋转随组分x及温度的变化规律。局域的Mn~(2+)离子与导带类s电子及价带类P电子之间的自旋—自旋相互作用引起了Cd_(1-x)Mn_xTe中反常大的塞曼分裂,从而导致巨大法拉第效应的产生。激子跃迁在半磁半导体法拉第效应中起主导作用。     

不同热处理后锰铋合金的电阻—温度曲线 R(T)

本文从实验上研究了锰铋合金在不同热处理后的R(T)曲线(温度范围为-196°——+450℃)以及室温下退火样品的电阻随时间的变化情况,同时对于室温和液体氮温度下的磁电阻效应进行了初步观测,实验结果显示,用有序无序转变可以解释退火和淬火样品在高温范围内R(T)曲线的进程、电阻的变化在低温范围(-50°——-170℃)表现出热滞现象、磁电阻效应的初步观测表明:样品的在室温下约为0.1％,在-196℃下小于5％。     

巨磁电阻效应

重点综述了磁性多层膜、颗粒膜、钙钛矿型氧化物及铁磁薄膜隧道结等几种不同结构类型的巨磁电阻效应的研究现状及其进展情况,并简述了巨磁电阻的物理机制及磁传感器、随机存储器和高密度读出头等几方面的应用,还涉及到了制备这些巨磁电阻材料的常用方法,并列举了10种不同组分的巨磁电阻材料,还说明了特大磁电阻和巨磁电阻的不同。     

热处理及厚度对Co90Fe10薄膜磁电阻的影响

利用电子束真空蒸发方法制备了不同厚度的Co90Fe10磁性薄膜,研究了热处理及厚度对薄膜磁电阻的影响。利用四探针法测量了薄膜的磁电阻,利用磁力显微镜观察了薄膜的磁畴结构。结果表明:热处理可以提高薄膜的磁电阻,尤其是厚度较小的样品,效果更加明显。对于厚度较大的薄膜,热处理可以改善磁织构,磁畴分布更加有序,出现了类巨磁电阻特征。     

巨磁电阻效应

2007年诺贝尔物理学奖被授予了法国物理学家阿尔贝·费尔(Albert.Fert)和德国物理学家彼得·格伦贝格尔(Peter.Griinberg),以表彰他们发现了巨磁电阻(Giant Magnetoresistance,GMR)效应.这个效应的应用导致了计算机硬盘记录密度的极大提高.此外,GMR效应的发现也是全新的自旋电子学的开端.我们可以期待电子自旋的量子效应带给我们更多的发现和创新技术.     

过度掺杂的La1-xAgxMnO3室温磁电阻研究

对采用溶胶凝胶法制备的不同Ag含量的La1-xAgxMnO3样品进行了研究.观察到Ag的名义含量x为0.3和0.65的样品表现出显著的室温磁电阻,在1.8 T的外场下磁电阻(外加磁场后的电阻和未加磁场的电阻差值比上未加磁场的电阻值)分别达到-23.0%和-22.7%,接近实际应用要求.对其成因进一步分析后发现,在两种不同Ag含量的样品中出现的显著室温磁电阻效应,其形成原因并不相同.