溅射气压对Ni80Fe20薄膜微结构和各向异性磁电阻的影响

为改善Ni80Fe20薄膜的性能,研究不同溅射气压对薄膜微结构和各向异性磁电阻的影响。用磁控溅射方法制备Ni80Fe20薄膜,用X射线衍射和扫描电子显微镜分析其结构,用四探针方法测量其各向异性磁电阻。实验研究发现,较高的溅射气压下制备的Ni80Fe20薄膜各向异性磁电阻比较低,薄膜磁化到饱和需要的磁场也比较大。在较低的溅射气压(0.2、0.5 Pa)下制备的Ni80Fe20薄膜具有较高的各向异性磁电阻3.7%和4.2%,而且饱和磁化场低(低于1kA/m)。分析结果表明随着溅射气压的变化,Ni80Fe20薄膜的晶格常数、颗粒大小和均匀性等微结构发生变化,导致薄膜的各向异性磁电阻效应差别很大。     

不连续Fe25Ni75/SiO2多层膜的微结构和隧道磁电阻效应

用射频磁控溅射技术制备了[SiO2(t1)/Fe25Ni75(t2)]N多层膜系列(其中t1和t2分别代表SiO2层和Fe25Ni75层的厚度,N代表层数).研究发现,对[SiO2(3.3 nm)/Fe25Ni75(t2)]10系统,当Fe25Ni75层厚度小于2.4 nm时,Fe25Ni75层从连续变为不连续;当Fe25Ni75层不连续时,lnR基本上正比于T-1/2,表明导电机制为热激发的隧穿导电;在t2=2.1 nm时,隧道磁电阻(TMR)有极大值,为-0.64%.对[SiO2(1.8 nm)/Fe25Ni75(1.6 nm)]N系统,发现磁电阻先随着层数的增加而增加,然后趋于饱和.     

自旋反转效应对铁磁/绝缘层/铁磁结中的隧道磁电阻的影响

考虑到自旋反转效应,用量子力学隧穿方法,计算铁磁/绝缘层/铁磁结中的隧道磁电阻,计算结果表明自旋反转使铁磁/绝缘层/铁磁结中的隧道磁电阻减小.     

(Ni79Fe21)0.44(Al2O3)0.56纳米颗粒膜的巨磁电阻效应

采用磁控溅射法在玻璃基片上制备了一系列不同Ni79Fe21含量x的（Ni79Fe21)x(Al2O3)1-x纳米颗粒膜样品，并对样品的巨磁电阻效应进行了研究。在（Ni79Fe21)0.44(Al2O3)0.56颗粒膜样品中，扫描透射电镜（TEM）照片清晰显示纳米Ni79Fe21颗粒包课于Al2O3中。观测到了室温下近2.5%的巨磁电阻效应，发现样品的巨磁电阻效应随着退火温度升高而单调下降，不存在一个最佳退火温度。     

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,     

外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻

在两带模型的基础上，计算了外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻（ＴＭＲ），结果发现：隧穿磁电阻不仅随铁磁层厚度变化而振荡，而且在适当条件下能够达到相当大的值；尽管外电场引起了隧穿磁电阻振荡的周期、位相和振幅的变化，但振荡的特征以及ＴＭＲ随两个铁磁层磁化矢量夹角的单调变化现象并没有因外电场的加入而改变。     

NM/FI/NI/FI/NM新型双自旋过滤隧道结的隧穿磁电阻

在NM/FI/FI/NM型双自旋过滤隧道结(NM为非磁金属,FI和后面的NI分别为铁磁和非磁绝缘体或半导体)的基础上,提出一种NM/FI/NI/FI/NM新型双自旋过滤隧道结.基于自由电子近似并利用转移矩阵方法,对NM/FI/NI/FI/NM新型双自旋过滤隧道结在不同偏压下的隧穿磁电阻TMR与FI层厚度及NI层厚度的关系做了理论研究.计算结果表明,在NM/FI/NI/FI/NM型双自旋过滤隧道结中仍可以得到很大的TMR值.     

Fe/Al2O3/Fe隧道结的巨磁电阻效应

采用多靶离子束溅射镀膜技术制备了Ｆｅ（２００℃退火）／Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ多隧道样品,研究了隧道结样品的巨磁电阻效应,在室温下获得了５．８９％的巨磁电阻效应,具有甚高场灵敏度并且测量了样品的伏安特性曲线,观察到了非线性的伏安特性曲线,证明了隧道效应的存在。     

铁磁/绝缘层/有机半导体/铁磁多层膜隧道结的隧穿磁电阻的温度和偏压特性研究

采用Slonczewski的近自由电子模型, 利用转移矩阵的方法, 研究了铁磁/绝缘层/有机半导体/铁磁隧道结的自旋极化载流子隧穿的温度和偏压特性. 计算了T=4 K和T=300 K时, 隧穿磁电阻(Tunneling Magnetic Resistance, TMR)随偏压的变化关系, 同时还研究了零温时在有限偏压下隧穿磁电阻TMR与绝缘层厚度、有机半导体层厚度以及铁磁/有机半导体界面势垒U的变化关系. 我们的计算结果较好地解释了有关的实验 结论.     

Ni80F20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni80Fe20/SiO2)n/Cu/(SiO2/Ni80Fe20)n复合结构多层膜,并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明,采用多组双层结构(n＞1)后,样品的巨磁阻抗效应明显增大;当n=3时,观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%,最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时,巨磁阻抗效应比n=3时略有减小.由XRD谱和磁滞回线等,研究了双层结构(Ni80Fe20/SiO2)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化,以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

Ni80Fe20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)_n/Cu/(SiO₂/Ni₈₀Fe₂₀)_n复合结构多层膜， 并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明，采用多组双层结构(n>1)后，样品的巨磁阻抗效应明显增大；当n=3时，观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%，最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时，巨磁阻抗效应比n=3时略有减小. 由XRD谱和磁滞回线等，研究了双层结构(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化，以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

改善AMR薄膜磁电阻传感器线性度的几种方法

在分析金属薄膜磁电阻传感器非线性产生原因的基础上,提出了几种设计AMR(各向异性磁电阻)薄膜磁电阻传感器时改善其线性度的方法.用直流磁控溅射方法制备了Ni80Fe20和Ni65Co35 AMR薄膜材料;用微加工工艺制做出了几种AMR传感器元件,并给出了测试结果.     

锰对铁基合金磁特性的影响

用穆斯堡尔谱对比X射线衍射和磁矩测量法研究5种铁基合金Fe₆₀Ni_40-xMn_x(x=0,5,10)和Fe₆₀N i_35-xMn_xCo₅(x=5,10)中Mn含量对合金磁特性的影响. 结果表明, 随着Mn含量的增加, 超精细场分布向低场转移, 磁态也由铁磁态向反铁磁态转变 , 得到了平均超精细场H_hf、 磁化强度M及相关Mossbauer参数随合 金试样平均电子浓度的变化关系.     

Ni／Cr多层膜的磁各向异性

利用振动样品磁强计和铁磁共振仪研究了Ｎｉ／Ｃｒ多摹 磁各向异性。     

Fe层厚度对Fe／Mo多层膜巨磁电阻的影响

详细研究了用溅射法制备的Ｆｅ／Ｍｏ多层膜系统的结构，磁性及磁电阻效应。发现当保护Ｍｏ层厚度为０．８ｎｍ、Ｆｅ层厚度ｄＦｅ由２．２ｎ，减到０．４ｎｍ时，ＧＭＲ在ｄＦｅ〈１．４ｎｍ有一迅速增加，并在ｄＦｅ＝０．９ｎｍ时达极大值，然后下降，矫顽力显示出类似的行为。     

钙钛矿La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3三层薄膜的磁输运性能

高温超导材料YBa2Cu4O8(YBCO)和铁磁材料La2／3Ca1／3MnO3(LCMO)形成的三层薄膜LCMO／YBCO／LCMO由对靶溅射技术制得．与YBCO单层薄膜相比，由于超导／铁磁系统中的磁性邻近效应，三层薄膜表现出较低的超导转变温度(Tc,ON)．与LCMO单层膜相比，三层薄膜的金属半导体转变温度(TMS)被提高并且强烈依赖于YBCO层的厚度．随中间层厚度的变化，磁电阻显示出非单调行为，长振荡周期被发现．结果表明，当YBCO处于正常态时两层LCMO膜之间存左着磁性自旋相互作用．     

NM/FS1/FS2/NM结的隧穿电导和隧穿磁电阻

利用平均场近似和转移矩阵方法,对NM/FS1/FS2/NM结(NM为非磁金属,FS1和FS2为铁磁半导体层)的隧穿磁电阻(TMR)与FS层厚度及Rashba自旋轨道耦合的关系进行了研究.结果表明NM/FS1/FS2/NM结中TMR值随半导体层厚度的改变发生周期性变化,选择适当的半导体层的厚度和Rashba自旋轨道耦合系数可以得到大的TMR值.     

Fe60 Co20 C20超细合金粉末的结构和磁性能研究

采用机械合金化方法制备出Fe60Co20C20超细合金粉末,对不同球磨时间的样品进行X射线衍射和磁滞回线的测量.X射线衍射分析结果表明:样品在球磨20 h后开始部分非晶化,在Fe-Co合金中加入C可促使其形成非晶;样品的晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,在一定的机械合金化条件下可获得Fe60Co20C20的非晶态超细合金粉末.VSM研究结果表明:球磨初期,样品的矫顽力增加;球磨20 h后,随着晶粒尺寸的降低矫顽力降低.机械球磨后晶粒尺寸是影响样品磁性能的主要因素.     

NiFeNb种子层对坡莫合金磁滞回线的影响

采用NiFeNb为种子层,制备(Ni82Fe18)1-xNbx(35 )/(Ni82Fe18)(150 )/Ta(30 )系列膜,并对其颗粒大小和磁滞回线等进行测量,探讨种子层中Nb含量x对坡莫合金磁滞回线的影响.结果表明:以NiFeNb作种子层能更好地改善坡莫合金的微结构.种子层厚度为20 ,Nb含量为24 4%时,磁滞回线有最小的回线面积、矫顽力和较小的不对称性.种子层影响坡莫合金磁滞回线的一个重要原因是脱附激活能等因素造成种子层具有不同的表面粗糙度,进而使坡莫合金具有不同的微结构.