FeCo-Al203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-A1203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12.5 KOe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FeCo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-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.     

金属-绝缘体颗粒膜隧穿磁电阻效应的修正理论

基于Inoue模型,提出了一个修正理论来研究金属-绝缘体颗粒膜的隧穿磁电阻效应.假定颗粒膜中铁磁颗粒的尺寸服从对数正态函数,通过两个临界尺寸D1(T)和D2(T)将颗粒膜中的铁磁颗粒分为三类:超顺磁颗粒、单畴铁磁颗粒和多畴颗粒.同时引进一个参数k2来描述超顺磁颗粒与单畴铁磁颗粒对颗粒膜巨磁电阻效应影响的权重,另一个参数k1来描述基体对铁磁颗粒自旋极化率的影响.计算结果表明仅有单畴铁磁颗粒对颗粒膜的隧穿磁电阻效应起主导作用.     

纳米磁性颗粒点阵的磁电阻效应

纳米颗粒高密度排列体系有其独特的磁学和电输运性质.主要研究了具有单轴各向异性的单畴磁性颗粒二维正方点阵的磁性和隧穿磁电阻效应.纳米磁性颗粒规则地浸在绝缘基质中.自旋电子在点阵中的输运主要来源于隧穿磁电阻.颗粒磁矩的取向与隧穿磁电阻的大小直接相关.我们发现磁偶极矩相互作用的强弱及温度对该种纳米颗粒点阵系统中的磁学和电输运性质有重要的影响.弱偶极相互作用下,系统的磁化强度和隧穿磁电阻随温度的增加而减小.在给定温度时,偶极相互作用强度的增加,使系统出现由低电阻状态向高电阻状态的转变.强偶极相互作用使系统出现明显的磁电阻各向异性.     

颗粒间隧穿体系H-A模型的磁电阻翻转效应

基于HELMAN-ABELES模型,超越传统的一级近似,对磁场相关库仑阻塞下体系的磁输运性质进行了系统的理论分析.我们发现,磁场相关的库仑能隙将引起低温下的正磁电阻发散行为,该行为与自旋极化引起的低温负磁电阻相互竞争,使体系的宏观磁电阻随参数的区域变化呈现出复杂的特征.我们分析了该正磁电阻出现的根本原因,从而指出影响磁电阻的因素除了传统的自旋极化率之外,还有与之效果相反的自旋相关库仑能隙的作用,后者为颗粒体系中的磁电阻效应提供了新的可能来源.     

温度对电荷耦合器件的隧穿电阻和隧穿几率的影响

单电子输运器件在集成单电子电路、电学计量和量子信息处理等方面有着广泛的应用前景.金属单电子输运器件具有固定的隧道结,而半导体单电子输运器件则具有可调的隧道结.基于隧穿电阻和隧穿几率的唯象计算公式,详细研究了温度对硅基电荷耦合器件的隧道结的隧穿电阻和隧穿几率的影响,同时讨论了温度和门电压与库仑阻塞条件之间的关系.     

温度对铁电隧道结隧穿电阻效应的影响

采用脉冲激光沉积与磁控溅射技术制备Pt/Pb(Zr_(0. 2)Ti_(0. 8)) O_3/Nb:SrTiO_3铁电隧道结,研究环境温度对隧道结隧穿电阻效应的影响.结果表明:随环境温度的增加,隧穿电阻比值减小,这可归结为热发射机制的增强削弱了高低阻态间的差别.     

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.     

Co—Ta—O颗粒膜的磁电阻效应研究

利用射频共溅射方法制备了一系列Co-Ta-O介质颗粒膜，用X射线能量色散谱和X射线光电子谱分析了薄膜的成分和元素价态，用X射线衍射测量了薄膜的晶体结构，结果表明，Co-Ta-O颗粒膜系是由Co颗粒镶嵌在非晶的氧化钽绝缘介质中而形成，通过改变制备条件，研究了测射电压和C成分对颗粒膜隧道磁电阻效应的影响，发现磁电阻比值先随Co成分的增加而增加，在Co原子个数比为26％时达最大值，后随Co成分的进一步增加而减小；在Co成分一定的情况下，低的溅射电压有利于获得大的隧道磁电阻比值。     

金属-金属颗粒膜巨磁电阻效应的尺寸效应

按照颗粒尺寸将颗粒膜中磁性颗粒分为3类:单畴超顺磁颗粒、单畴铁磁性颗粒和多畴磁性颗粒.不同尺寸的磁性颗粒对巨磁电阻效应作用的研究存在着争议.为此,该文假设颗粒膜中磁性颗粒尺寸呈对数正态函数分布,利用二流体模型和有效媒质理论对颗粒膜的巨磁电阻效应进行了研究.计算结果表明,以单畴铁磁性颗粒为主导作用的理论计算结果与相关各类实验相符,表明单畴铁磁性颗粒对颗粒膜的巨磁电阻效应起主导作用.     

共振隧穿二极管串联电阻测量方法的比较与分析

介绍了采用3种测量GaAs基RTD器件的串联电阻参数的方法：温度特性法、外加电阻法和电桥法．研究发现,不同的测试手段,得到的串联电阻值存在较大差异．对每种测量方法的原理进行了比较分析,由于3种方法分别针对RTD的不同电流区域进行测量,因而串联电阻会随着测量区域的改变而变化,导致测量结果不一致对于RTD的不同用途要采用对应的测试方法,这为RTD在电路方面的应用奠定了基础．     

FM/I/FM隧道结中的隧穿时间

在相位时间定义的基础上,研究了铁磁金属-绝缘体-铁磁金属一维磁性隧道单结的隧穿时间随两铁磁层磁矩之间夹角,势垒宽度和电子入射能量的变化.研究结果表明隧穿时间随电子的入射能的增大而减小,在低能区隧穿时间随入射能的增加呈指数减小,而在高能区减小的趋势变缓和;两铁磁层磁化强度方向呈平行排列和反平行排列时的隧穿时间的差值在低能区随入射能的增加呈指数增加,但在高能区趋于零.另外隧穿时间随着势垒宽度的增加而呈线性增长.     

具有有限铁磁层厚度的磁性双隧道结中的隧穿电导和磁电阻

在FM／I／NM／I／FM磁性双隧道结研究的基础上，进一步考虑了外加有限厚的非磁金属(NM)覆盖层的情况，这时磁性双隧道结的结构变为NM／FM／I／NM/I／FM／NM。此处，FM、I和内NM都具有有限厚度。而在理论处理中，外NM被看做是无限厚的，对FM厚度于磁性双隧道结中自旋极化电子输运性质(特别是隧穿磁电阻)的影响做了研究。用Slonczewski近自由电子模型所得到的计算结果表明，附厚度的变化会引起隧穿电阻和隧穿磁电阻振荡；当FM厚度取适当值时，会得到比FM/I／NM／I／FM更大的隧穿磁电阻。     

铁磁/半导体/铁磁隧道结中的隧穿磁电阻

采用相干量子输运理论和传递矩阵方法研究了具有不同自旋指向的极化电子渡越铁磁/半导体/铁磁隧道结的隧穿几率和隧穿磁电阻。研究表明隧穿几率和隧穿磁电阻随半导体长度的改变发生周期性变化、随Rashba自旋轨道耦合强度的改变发生准周期变化,并且在两铁磁电极中磁矩取向平行时,选择适当的半导体的长度和Rashba自旋轨道耦合强度可以得到较大的隧穿磁电阻。     

Fe/In2O3颗粒膜的特殊磁相变

用射频溅射法成功制备了金属/半导体型磁性颗粒膜Fex(In2O3)1-x.磁测量表明,从室温至低温(300～1.5K)的温度范围内,样品经历了由超顺磁性向超顺磁性、铁磁性共存的混合态-类反铁磁性的特殊磁相变过程,由此提出该颗粒膜中Fe颗粒的尺度有大小两种类型.     

半导体超晶格结构中电子的量子磁隧穿

将厄密函数作为包络波函数解析地求解了电场和磁场同时垂直作用在超晶格结构上的一维有效质量方程，利用传递矩阵方法求得电子隧穿双势垒结构的传输系数，并对计算结果作了讨论．     

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     

包裹SiO2薄层的Fe3O4纳米颗粒体系中增强的隧穿磁电阻效应

Fe₃O₄是一种半金属材料,在金属磁性氧化物当中有着较高的居里温度(858K), 因此在自旋电子应用当中有广阔的前景。通过在直径大约200 nm的单分散Fe₃O₄微球外包裹一层绝缘的SiO₂壳层而人工引入晶界,再冷压烧结成块状制成样品。与包膜前相比,样品的磁电阻效应大为增强,而且两者磁电阻的行为明显不同,后者在高场下出现一个线性关系,这是由SiO₂ 晶界引起的,相关的探索给出了一条新的提高磁电阻效应的途径。     

微观粒子的隧穿效应

通过求解薛定谔方程,计算出微观粒子连续穿过两个方势垒的透射系数.数值计算表明：当入射能量低于两个势垒高度时,介于两个势垒高度时,高于两个势垒高度时,透射系数随两个势垒宽度和高度的变化均有变化.并且,在一定条件下,可以发生共振透射.最后得出,透射系数随势垒高度、宽度及粒子能量的变化而变化,与两个垒之间的距离无关.     

磁性隧道结自旋极化电子隧穿的温度特性

基于自由电子模型,研究了铁磁金属／绝缘体（半导体）／铁磁金属（ＦＭ／Ｉ（Ｓ）／ＦＭ）隧道结自旋极化电子隧穿的温度特性。从结论可以定性地解释有关的实验现象。     

Ni纳米颗粒膜输运性质的尺寸效应

采用离子束溅射方法制备了不同名义厚度的非连续Ni金属膜。用原位的直流电导和交流介电谱方法研究了其活化能与薄膜名义厚度的关系；通过原子力显微镜测量了颗粒直径和颗粒间距，估算出薄膜的充电能。比较表明，薄膜的活化能和充电能近似相等，与薄膜名义厚度的关系也很相近，符合Sheng—Abeles模型关于活化能来源于充电能的假设。