GaN上ε-Fe 2～3 N薄膜的制备及磁学性能调控研究

发布时间：2021-09-15 08:54

　　自旋是电子除电荷与质量外的另一个基本属性,基于电子自旋的自旋电子学器件也受到研究工作者越来越多的关注。本文应用磁控溅射和高温氮化技术在半导体材料GaN上制备了铁磁性的ε-Fe_2³N薄膜,并对其微观结构特性、磁学调控特性进行了研究;同时,对基于Fe/Al₂O₃/ε-Fe_2³N/GaN结构的自旋阀器件基本结构也进行了初步研究。研究结果表明:应用磁控溅射在c轴取向的GaN上可以制备出高晶体质量、同为c轴取向的ε-Fe_2³N薄膜。更为重要的是,ε-Fe_2³N中的Fe:N比例随N₂分压变化而变化,可以通过改变N₂的分压来调控其组份和微观结构:当N₂分压在0.15 Pa以下时,可以制备出质量较好的c轴取向的单相ε-Fe_2³N薄膜;当N₂分压增加到0.2... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

CIP结构和CPP结构GMR示意图

同的 Fe-N 化合物中，ε-Fe3N 材料性能表现较为优秀体结构(hcp)，属于六角晶系，晶格常数 a=0.4693 n.2 为 ε-Fe3N 的晶体结构示意图。由于 ε-Fe3N 材料对程中，往往会生成 ε-Fe2~3N（或表述为 ε-FexN (2<有学者认为，氮原子在进入到由铁原子 hcp 晶格后，随后 Jack[36]等人研究了氮含量和 ε-FexN 化合物相结与其氮含量大小有关。具体研究结果显示：1、随着发生改变，一些常见的 ε-FexN 化合物相的晶格常数exN 具有自发磁化的特点，因此随着铁含量变化，其 随着铁含量增大，与此同时其居里温度也会随之升高所以在室温下 ε-FexN (x ≥ 2.26)，其磁学特性表现为

图 2.1 ε-Fe2~3N 薄膜溅射级联碰撞示意图讲，磁控溅射技术主要有以下特点：1、溅射粒子平均动能高（能达到几几千电子伏范围内，随着入射离子能量的增大溅射率也会随之增大，所子数和入射离子数之比，但溅射率不会无限增大，达到某一极值就不再射粒子质量成正比关系；4、不同靶材成份对溅射率有很大影响；5、操等。因此，磁控溅射技术在制备金属、半导体以及绝缘体等材料薄膜上磁控溅射技术制备薄膜，其优势在于能够利用镀膜参数等条件很好地调科研的重复性工作。基本原理，磁控溅射技术分为直流(DC)、射频(RF)以及中频(MF)磁控溅备薄膜主要应用到了直流磁控溅射和射频磁控溅射这两种技术。控溅射采用的靶电源为直流电源。此时靶材为阴极，正电荷会在靶材上不控溅射只适用于靶材为金属材料或者导体材料，绝缘材料不适用。如果溅射靶材，靶面受到离子的轰击后，将有大量正离子电荷在其表面聚集无

【参考文献】：
期刊论文
[1]磁控溅射镀膜技术的发展[J]. 余东海,王成勇,成晓玲,宋月贤.  真空. 2009(02)
[2]纳米薄膜脉冲激光沉积技术[J]. 李美成,赵连城,杨建平,陈学康,吴敢.  宇航材料工艺. 2001(04)



本文编号：3395780