Fe—Al2O3纳米颗粒膜的巨磁电阻效应及微结构

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了一系的Fe-Al2O3颗粒膜样品,对样品的巨磁电阻效应（GMR）和磁性能进行了测量,并用高分辨电匀（HRTEM）对膜Fe枯粒的微结构进行观察,结果表明,磁电阻MR随Fe含量而变化,而体积分数为47％时获得最大值4．0％,45％Fe-Al2O3颗 膜的室温磁性表现为超顺磁性,磁电阻MR与－（M／Ms)2成正比,相关常数A约0．036,HRTEM观察表明,当Fe颗粒尺寸约小于1nm时,Fe颗粒为非晶态,而大于该尺寸时则为晶态,在Fe-Al2O3颗粒膜体系中存在与隧道相关的GMR,GMR的起因可归于传输电子的自旋相关的散射。     

Co/ZnO颗粒膜的超顺磁性研究

对金属颗粒与氧化物半导体颗粒膜的超顺磁特性用Ｌａｎｇｅｖｉｎ函数进行了拟和，理论与实验结果符合的较好，同时分析了样品的磁矩随退火温度的变化关系。     

FeCo-Al2O3颗粒膜隧穿磁电阻的颗粒尺寸效应

利用磁控溅射仪制备了一系列的FeCo-Al2O3颗粒膜．分别通过传统的四探针方法和透射电镜（高分辨电镜）研究了FeCo-Al2O3颗粒膜的隧穿磁电阻和纳米颗粒结构．结果表明：当FeCo的体积分数约为32．8％时,FeCo-Al2O3颗粒膜的隧穿磁电阻达到最大值,约为6．9％,该值为目前所报道的在室温和外磁场为12．5K Oe下测量得到的最高值．电镜观察表明在FeCo-Al2O3颗粒膜中,bcc结构或非晶态的F如颗粒弥散分布在晶态或非晶态的Al2O3基体中．根据电镜观察结果得到颗粒膜的尺寸分布,经过尺寸拟合发现对于FeCo颗粒体积分数较小的颗粒膜,FeCo颗粒的分布满足对数一正态分布函数,而当颗粒膜中的FeCo颗粒体积分数较大时,FeCo颗粒的分布就严重的偏离了对数一正态分布函数．同时,实验结果表明：颗粒膜的隧穿磁电阻随颗粒尺寸呈现出非单调的变化,在一中间尺寸达到最大值。     

Fex（In2O3）1—x颗粒膜磁性的研究

报道了“铁磁金属－半导体基体”Ｆｅｘ（Ｉｎ２Ｏ３）１－Ｘ颗粒膜的磁性研究。根据低场磁化率Ｘ（Ｔ）温度关系和不同温度下的磁滞回线研究表明：膜中的Ｆｅ颗粒有大小不同的两种尺度,随温度降低,颗粒膜的磁特性由超顺磁态转变为超顺磁和铁磁的混磁态,最后在１０Ｋ变为类反铁磁态;在截止温度以上,其ＭＳ（Ｔ）关系符合Ｂｌｏｃｈ的Ｔ＾３／２定律。     

Fe-Al_2O_3纳米颗粒膜的巨磁电阻效应及微结构

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了一系列的 Fe- Al2 O3 颗粒膜样品 ,对样品的巨磁电阻效应 (GMR)和磁性能进行了测量 ,并用高分辨电镜 (HRTEM)对膜中 Fe颗粒的微结构进行观察 .结果表明 :磁电阻 MR随 Fe含量而变化 ,在体积分数为 47%时获得最大值 4.0 % .45 % Fe-Al2 O3 颗粒膜的室温磁性表现为超顺磁性 ,磁电阻 MR与 - (M/Ms) 2 成正比 ,相关常数 A≈ 0 .0 3 6 .HRTEM观察表明 ,当 Fe颗粒尺寸约小于 1 nm时 ,Fe颗粒为非晶态 ,而大于该尺寸时则为晶态 .在 Fe- Al2 O3 颗粒膜体系中存在与隧道相关的 GMR,GMR的起因可归于传输电子的自旋相关的散射     

γ—Fe2O3溅射磁膜的制作

用溅射技术制作γ－Fe2O3磁性薄膜，并通过透射电子显微镜观察磁性薄膜的电子显微像和选区电子衍射环，进行了γ－Fe2O3晶体结构分析，讨论了多晶薄膜的生长条件。     

SmMn2Ge2和GdMn2Ge2中的自发磁相变和场诱导的磁相变

在10～800K的温度范围内用X射线衍射方法测量了SmMn2和GdMn2Ge2的晶格常数与温度的变化关系．实验结果表明在各种类型的自发磁相变温度处观察到晶格常数的磁弹性异常现象;Mn-Mn间的交换相互作用能不仅与晶格常数a有关,而且与晶格常数c有关．此外,在27T的脉冲强磁场中测量了SmMn2Ge2及GdMn2Ge2的磁致伸缩,在这2种化合物中观察到了场诱导的一级磁相变．     

Ni79Fe21-Al2O3纳米颗粒膜的电、磁性质

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。研究了电阻率ρ与体积百分比x的关系，测出了逾渗阈值xρ，并对样品的巨磁电阻效应和霍尔效应进行了研究。发现存在三个区间：（1）当x＜48％时，在这个区间只有巨磁电阻效应，没有霍尔效应；（2）当48％＜x＜60％时，在这个区间巨磁电阻效应和霍尔效应共存，且随着x的减小而增强；（3）当x＞60％时，在这个区间只有霍尔效应，没有巨磁电阻效应。     

非晶多层膜Fe/SnO2的磁特性

采用高频溅射制备了Fe/SnO2非晶多层膜，当SnO2层厚度ds固定为5mm时，样品的饱和磁化强度Ms随Fe层厚度dm的减小而降低，这主要受死层效应和维度效应的影响，样品在dm很小时，呈现准二维磁性，样品的居里温度Ic随dm的减小而单调下降，当Fe层固定为2ng时，Ms随ds的减小而升高。     

SmMn2Ge2和GdMn2Ge2中的自发磁相变和场诱导的磁相变

在 1 0～ 80 0K的温度范围内用X射线衍射方法测量了SmMn2 Ge2 和GdMn2 Ge2 的晶格常数与温度的变化关系 .实验结果表明 :在各种类型的自发磁相变温度处观察到晶格常数的磁弹性异常现象 ;Mn Mn间的交换相互作用能不仅与晶格常数a有关 ,而且与晶格常数c有关 .此外 ,在 2 7T的脉冲强磁场中测量了SmMn2 Ge2 及GdMn2 Ge2 的磁致伸缩 ,在这 2种化合物中观察到了场诱导的一级磁相变 .     

Magnetic properties and giant magnetoresistance effect of nanometer Fe−In2O3 granular films

Nanometer ferromagnetic metal-semiconductor matrix Fe−In₂O₃ granular films are fabricated by the radio frequency sputtering. Magnetic properties and the giant magnetoresistance (GMR) effect of Fe_x(In₂O₃)_1−x granular film samples are studied. The result shows that the magnetoresistance (MR) ratio Δρ/ρ ₀ value of the granular film samples with Fe volume fraction x=35% is 4.5% at room temperature. The temperature dependence (T=1.5–300 K) of the MR ratio Δρ/ρ ₀ value of Fe_0.35(In₂O₃)_0.65 granular films shows that Δρ/ρ ₀ value below 10 K increases rapidly with the decrease of the temperature, and when T=2 K, Δρ/ρ ₀ value is 85%. Through the study of the dependence of low field susceptibility on temperature and the hysteresis loops at different temperatures, it has been found that, when the temperature decreases to a critical point T _p=10 K, the change of the structure in Fe_0.35)In₂O₃)_0.65 granular films results in the transformation of state from ferromagnetic to spin-glass-like. The remarkable increase of the MR ratio Δρ/ρ ₀ value of Fe_0.35(In₂O₃)_0.65 granular films below 10 K seems to arise from the peculiar conducting mechanism of the granular film samples in the spin-glass-like state.     

磁性颗粒膜的铁磁共振

从理论上分析了颗粒膜在铁磁共振（FMR）场以上由于颗粒形状、尺寸、取向、百分含量及温度的效应．分析了斜置共蒸发沉淀而成的CoxAg1-x颗粒膜（百分含量（0．2〈x〈0.85）、体积填充因子以0．17〈f〈0．85））与Hτ的关系,在室温下FMR的Hιτ（f）-f曲线显示,在系统的逾渗点f=fp≈0．3时产生突变,这变化与铁磁（FM）颗粒的聚集增长相关联,这种关联是在f〉fp时与单一超顺磁相（SPM）颗粒比较．另外,对Fe—SiO2颗粒膜其Hτ（f）-f曲线的分析也显示在逾渗点f=fp≈0．28时产生不连续的跃变．磁性颗粒膜的这一性质提供了有效探明第一类磁逾渗材料的相转变途径．     

Magnetic properties and giant magnetoresistance effect of nanometer Fe-In2O3 granular films

Nanometer ferromagnetic metal-semiconductor matrix Fe-In2O3 granular films are fabricated by the radio frequency sputtering. Magnetic properties and the giant magnetoresistance (GMR) effect of Fex(In2O3)1x granular film samples are studied. The result shows that the magne-toresistance (MR) ratio/0 value of the granular film samples with Fe volume fraction x = 35% is 4.5% at room temperature. The temperature dependence (T = 1.5-300 K) of the MR ratio /0 value of Fe0.35(In2O3)0.65 granular films shows that /0 value below 10 K increases rapidly with the decrease of the temperature, and when T = 2 K,/0 value is 85%. Through the study of the dependence of low field susceptibility on temperature and the hysteresis loops at different temperatures, it has been found that, when the temperature decreases to a critical point TP = 10 K, the change of the structure in Fe0.35(In2O3)0.65 granular films results in the transformation of state from ferromagnetic to spin-glass-like. The remarkable increase of the MR ratio ???/??0 value of Fe0.35(In2O3)0.65 granular films below 10 K seems to arise from the peculiar conducting mechanism of the granular film samples in the spin-glass-like state.     

高密度磁记录纳米颗粒膜磁性的蒙特-卡罗模拟

用蒙特－卡罗方法对Co-C和CoPt-C纳米颗粒膜的磁特性进行模拟研究。模拟中，假设磁性颗粒为球形、单畴，易轴随机取向。对包含hcp结构、直径为3nm的Co颗粒的Co-C膜给出了湿度从3K到300K的磁滞回线，超顺磁驰豫的截止温度约20K；对包含fct结构CoPt的CoPt-C膜给出了300K时平均颗粒尺寸从4nm到6nm，对应于不同尺寸分布下的磁滞回线。模拟显示，由于fct结构CoPt-C有特大的各向异性，因而具备超高的矫顽力，可以满足超高密度磁记录的需要。以上模拟的结果与Co-C颗粒膜和CoPt-C颗粒膜的实验结果一致。     

FeCo-SiO_2颗粒膜的磁性和隧道磁电阻效应研究

用射频共溅射的方法制备了不同金属含量φ的 Fe- Si O2 金属 -绝缘体颗粒膜 ,系统研究了薄膜的微结构、磁性以及隧道磁电阻 ( TMR)效应 .在φ=0 .33处得到最大磁电阻比 RTMR为- 3. 3% .在同样的制备条件下保持φ =0 . 33,用 Co 取代 Fe 得到一系列的( Fe10 0 -x Cox) 0 .33( Si O2 ) 0 .67的颗粒膜 .对其 TMR的研究发现在 x =53时得到最大的磁电阻比为 -4 .3% ,且 Co对 Fe的替代基本没有影响薄膜的微结构 .由 Inoue关于隧道磁电阻效应的理论得到的自旋极化率 P和 Co的原子百分数 x的关系曲线和实验测得的 RTMR ～ x曲线具有相似的变化趋势 .表明在 Fe Co- Si O2 膜中由于磁性颗粒自旋极化率 P的提高而使 RTMR 变大 .这也和基于第一原理的线性缀加平面波方法得到的理论计算结果一致 .     

TiN/AlN纳米混合膜的微结构及力学性能

通过双靶轮流反应溅射的工艺方法制备了ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米混合膜．采用ＸＲＤ衍射、ＴＥＭ和显微硬度等测试方法对ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米混合膜的微结构和力学性能进行了研究．结果表明,ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米混合膜的晶粒大小为１０～２０ｎｍ;薄膜总体表现出硬度增强效果,在ＴｉＮ∶ＡｌＮ（体积比）≈１∶１时,薄膜硬度获得极大值ＨＫ３２．２５ＧＰａ．     

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。     

RTiGe(R=Dy,Ho)中的场致磁相变

利用磁测方法研究RTiGe(R=Dy，Ho)化合物的磁相变．结果表明，该化合物中存在场致磁相变．在双子晶格模型下通过磁测数据计算了磁晶格之间的交换耦合常数n11和n12，确定了RTiGe(R=Dy．Ho)化合物临界场与温度的关系，并在磁相互作用的基础上对该化合物的磁性和磁相变进行了讨论．     

海森堡链SP相变与磁耦合系数的关系

在考虑自旋和晶格之间的相互作用情况下,用密度矩阵重整化群方法分析计算了一个自旋为12的一维受阻挫海森堡反铁磁自旋链模型发生自旋-派尔斯相变时动态二聚体与磁耦合系数之间的关系,发现当磁耦合系数趋于0时,在有限阻挫及有限能隙的零耦合状态下,二聚化态将会消失.