非晶Sm-Co薄膜应力场调控的磁性和非易失性磁记忆效应

发布时间：2023-02-14 10:45

　　具有单轴面内各向异性的非晶Sm-Co薄膜在信息存储领域和自旋电子学领域中都具有广阔的应用前景。如何使“非晶Sm-Co薄膜的应用”从研究阶段走向实用阶段,以及如何在无外磁场诱导的情况下获得具有单轴面内各向异性的非晶Sm-Co薄膜,是Sm-Co材料研究者关注的重点。本论文以非晶Sm-Co薄膜为研究对象,通过多种手段引入应变,系统研究了由多场耦合作用带来的应变以及衬底的预应变对非晶Sm-Co薄膜各向异性的影响。主要内容如下:1、在(011)取向的0.7Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.3PbTiO₃(PMN-PT)衬底上生长非晶Sm-Co薄膜,制备成同时具有硬磁特性和铁电性的多铁性异质结,研究室温下电场对非晶Sm-Co薄膜磁性的各向异性非易失性调控。我们发现,沿面外[011]方向施加电场,非晶Sm-Co薄膜沿[100]方向(难轴方向)的磁化过程变得更加容易,沿[01-1]方向(易轴方向)的磁化过程变得更加困难;并且在双极化和单极化电场的作用下,都可以实现剩磁的非易失调控以及两态记忆效应。分析表明,非晶...

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 非晶合金及其变形机制
        1.1.1 非晶合金的性能和应用
        1.1.2 非晶合金的变形机制
    1.2 非晶Sm-Co薄膜及其各向异性调控
        1.2.1 非晶Sm-Co薄膜
        1.2.2 非晶Sm-Co薄膜各向异性的调控
    1.3 电场对薄膜磁性的调控
        1.3.1 电场调控薄膜磁性的机制
        1.3.2 应变调制机制的研究进展
    1.4 应力对非晶薄膜磁性的调控
        1.4.1 应力的引入方式
        1.4.2 应力调控非晶Sm-Co薄膜磁性的研究进展
    1.5 选题思路及主要内容
第2章 实验方法
    2.1 样品的制备
        2.1.1 电弧熔炼法
        2.1.2 制备薄膜样品——磁控溅射制备技术
        2.1.3 制备柔性薄膜样品
    2.2 样品的表征
        2.2.1 结构表征
        2.2.2 厚度、形貌与组分表征
        2.2.3 磁性与铁电性表征
        2.2.4 多场耦合性能与反压电性能表征
第3章 电场对非晶Sm-Co/PMN-PT(011)异质结磁性的各向异性非易失性调控
    3.1 研究背景
    3.2 实验方法与基本表征
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 非晶Sm-Co/PMN-PT(011)异质结的结构和基本磁性
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PMN-PT(011)衬底中电场诱导的R相铁电畴翻转与R-O相变分析
        3.3.2 电场产生的压应变对异质结[100]方向磁性的调控
        3.3.3 电场产生的张应变对异质结[01-1]方向磁性的调控
        3.3.4 电场对异质结磁性的调控机制
        3.3.5 电场对异质结磁性的单极化调控
    3.4 本章小结
第4章 电场对非晶Sm-Co/PMN-PT(011)异质结磁性的多态调控
    4.1 研究背景
    4.2 实验方法与基本表征
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 非晶Sm-Co/PMN-PT(011)异质结的结构
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 电场对异质结磁性的调控及其机制
        4.3.2 “准单极化方法”的提出及电场对异质结磁性的多态调控
        4.3.3 “准小回线方法”的提出及电场对异质结磁性的多态调控
    4.4 本章小结
第5章 预应变对非晶Sm-Co薄膜磁性的调控
    5.1 研究背景
    5.2 实验方法与基本表征
        5.2.1 实验方法
        5.2.2 非晶Sm-Co薄膜的结构、形貌与组分
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 刚性衬底提供的预应变对非晶Sm-Co薄膜磁性的调控
        5.3.2 柔性衬底提供的预应变对非晶Sm-Co薄膜磁性的调控
    5.4 本章小结
第6章 全文总结和展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间的学术论文与研究成果



本文编号：3742466