多通道铁磁纳米线中的自旋极化和磁电阻

利用散射矩阵理论,研究了多通道纳米线结构中的量子化电导、自旋极化和弹道磁电阻.结果表明:在铁磁排列时,自旋简并解除,量子化电导以e2/h为单位变化,自旋极化率可以达到33%;随着纳米线宽度的减小,弹道磁电阻增长迅速;当线细到只有一种自旋态电子通过时,磁电阻达到无穷大,其自旋极化率为100%.     

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。     

铁磁金属纳米点接触的磁电阻

分析和比较了运用不同制作方法制作的铁磁金属纳米点接触样品的弹道磁电阻现象,探讨了由于磁致伸缩或微磁力等机械因素引起的力致电阻效应对纳米点接触样品电阻的变化所产生的影响,在实验中得出了样品在磁场作用下所观察到的大比例的弹道磁电阻效应可能与力致电阻效应相关.     

Mn基钙钛矿样品相图修正及庞磁电阻起因

对具有不同A位平均离子尺寸的AMnO3型Mn基钙钛矿样品的阻温关系和电子顺磁共振谱等进行了实验研究．结果表明,在温度与A位平均离子尺寸的相图上,除了普遍公认的高温顺磁绝缘体相和低温长程铁磁有序的金属相外,在两相之间还存在一过渡相,其起因源于顺磁绝缘体背景上出现短程铁磁有序的金属集团所致．研究结果还表明,外加磁场加速铁磁金属集团的生成和长大是导致庞磁电阻效应的主要原因．     

细密刻线多层膜的磁电阻特性和FMR谱

研究了细密到线（５００线／ｍｍ）的８１ＮｉＰｅ／Ｃｒ多层膜的磁电阻和铁磁共振（ＦＭＲ）谱，发现在这种多层膜中的畴模铁磁共振（ＤＭＦＭＲ）并非与条形畴相联系．证实了横向磁电阻响应中的Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ噪音（来源于畴壁不可逆的跳跃）消失了．     

Magnetoresistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions

The magnetoresistance and I-V characteristics at different temperatures of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions of variable width (from 20 to 250 nm) and 10 nm thicknesses, fabricated by electron beam lithography and vacuum thin film deposition are compared. The magnetoresistance and resistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions are not related to the width of the nanoconstrictions. Instead the resistance of the local nano-region in the middle of the thin film ferromagnetic nanoconstriction has only a minor role compared to that of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes, which contribute the majority of the measured resistance. The magnetoresistances of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions and a 0.2 cm × 0.8 cm thin ferromagnetic film deposited under the same conditions were also compared; the thin film ferromagnetic nanoconstrictions have higher magnetoresistances than the thin ferromagnetic film, which implies that the measured magnetoresistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions comes mainly from the local nano-region in their centers. In conclusion, the measured magnetoresistance of the whole sample is similar to the anisotropic magnetoresistance, because the resistance of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes is much higher than that of the local nano-region in the middle of the samples. Comparing the experimental results for the thin film ferromagnetic nanoconstrictions and the thin ferromagnetic film reveals that the magnetoresistance of the local nano-region in the middle of the sample is much higher than that of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes attached to it.     

Tunnel magnetoresistance (TMR) in ferromagnetic metalinsulator granular films

We review the recently discovered tunnel-type giant magnetoresistance (GMR) in ferromagnetic metalinsulator granular thin films, which is the magnetoresistance (MR) associated with the spin-dependent tunneling between two ferromagnetic metal particles. The theoretical and experimental results including electrical resistivity, magnetoresistance and their temperature dependence are described. Limitations to the applications of the ferromagnetic metalinsulator granular films are also discussed. Additionally, a brief survey of another two magnetic properties, high-frequency property and giant Hall effect (GHE) associated strongly with the granular structures is also presented.     

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。     

CoFe/Al2O3/NiFe磁性隧道结的研究

利用离子束溅射技术制备了Ta/CoFe/Al2 O3 /NiFe磁性隧道结 ,研究了它的磁化曲线、磁电阻特性、伏安特性 ,发现它具有明显的巨磁电阻效应 .在研究电流与电压、电流与电阻特性中 ,发现了电流增大到 2 5 μA左右时隧道结呈现伪击穿现象的畸变输运行为 ,还分析了自旋相关散射对电流输运的影响     

非磁金属中间层对磁性隧道结磁电阻效应的影响

用自由电子近似方法对具有非磁金属中间层的磁性隧道结的磁电阻进行了研究，从理论上讨论了非磁金属中间层对磁电阻的影响。数值计算结果表明，当外加偏压不同时非磁金属中间层的作用是不同的。在外加电压使电子从非磁金属中间层穿过势垒的情况下，非磁金属中间层的变厚可以增强隧穿磁电阻效应。这一性质可以用于磁性隧道结的优化。     

铁磁共振下磁各向异性材料的负折射特性研究

利用Landau-Lifshitz-Gilbert模型理论计算了铁磁共振条件下天然材料锰钙钛矿薄膜的张量磁导率,发现铁磁共振能够获得负的磁导率,而锰钙钛矿材料特有的庞磁电阻效应可以得到负的介电常数,这使得负折射率成为可能.结合麦克斯韦方程组,分析了铁磁共振时材料的微波传播特性.研究结果表明,在外磁场下天然锰钙钛矿材料不仅可以获得负折射率,更重要的是负折射的工作频率受到了外磁场强弱的调制,材料具备了可调谐特性.     

Peculiarity of magnetoresistance of discontinuous ferromagnetic thin films

The magnetoresistive properties of discontinuous ferromagnetic Fe and Co thin films deposited by electron-beam sputtering onto glass substrates at room temperature were investigated. Tunnel magnetoresistance (MR) was observed for all of the as-deposited samples. The maximum MR was observed for Fe thin films with an effective thickness of 17 nm. In the case of the Co thin films, the annealing process led to a change of the type of MR to anisotropic at Co film thicknesses (d_Co) of 15 ≤ d_Co ≤ 25 nm and to positive isotropic at thicknesses of d_Co < 15 nm. By contrast, the MR type of Fe thin films did not change.     

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.     

成份依赖的软磁材料CoFeB和CoFeSiB

采用磁控溅射技术制备了两种不同的富钴非晶磁性材料CoFeB和CoFeSiB.对它们的磁特性与成分的依赖关系以及作为磁性隧道结自由层的翻转特性进行了研究.在大块材料样品状态下(厚度约为1μm),CoFeB的矫顽力可达到2.51×10-2A/m,CoFeSiB则显示出1.25×10-2A/m的矫顽力.而对于磁性隧道结的磁电阻测量表明:CoFeB薄膜的自旋极化对钴含量非常敏感,从而导致隧道结磁电阻值也发生明显的变化.相比较而言,CoFeSiB的翻转特性由于钴含量的变化而受到很大影响,而自旋极化对钴含量的依赖不甚明显,在很高的钴含量(80%)时达到饱和.结果表明,通过适当的调整非金属元素Si和B的含量,可以很好的调整CoFeSiB的软磁性能而有望满足下一代高密度自旋电子学器件对于材料的苛刻要求.     

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.     

不同衬底温度下制备的Co-Al-O介质颗粒薄膜的巨磁电阻效应

利用射频反应溅射的方法在不同衬底温度（Ｔｓ）下制备了Ｃｏ－Ａｌ－Ｏ介质颗粒薄膜。薄膜的本征电阻及磁电阻值密切依赖于薄膜制备过程中的衬底温度。通过原子力显微镜对样品表面的观察发现：以Ｃｏ为基的纳米磁性颗粒的尺寸随Ｔｓ的增加而变大,并且颗粒之间由完全初介质分离逐渐变化到互相连接．对应这种结构上的变化,薄膜的电导机制由隧道效应向金属性电导转变,相应地薄膜的磁电阻值也发生了变化。     

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.     

聚(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧基)丁二炔的合成与铁磁性研究

研究了聚(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧基)丁二炔的合成,并经元素分析、红外光谱及电子顺磁共振波谱确定了它的结构。利用提拉样品磁强计对其磁化特征的研究表明,SIPO有明显的顺磁性而相应的聚合物-PolySIPO有一定的铁磁性,利用单体与聚合物的磁性对比研究,证明了PolySIPO的铁磁性不是无机杂质引起的。