二维CdTe和ZnTe薄膜掺杂Cr的电子结构及磁性研究

发布时间：2024-03-05 22:34

　　信息技术的应用为军事、航天、医疗等各领域的运作提供了便捷,而人们对自旋电子学理论的研究拉开了信息技术蓬勃发展的序幕。自旋电子学器件的问世促进了信息存取技术的革新,目前自旋电子学器件的制备工艺相当成熟,关键是在于寻找廉价、稳定的半金属磁性材料。以往制备自旋电子器件的材料大部分集中于传统的半金属块体材料,大数据操作对存储速度的高要求,使得开发新型的自旋材料迫在眉睫。作为二维纳米材料原型的石墨烯,以其独特的结构和优异的物理性能在材料学中得到了广泛的应用。关于二维材料的研究已经囊括了半导体、半金属、金属和拓扑绝缘体等领域,但它们大多数是无磁或稀磁,在制备纳米自旋电子学器件的实践中面临巨大挑战。研究者们发现二维本征半金属材料种类少、不稳定,近几年的研究也表明,可以通过吸附、掺杂和引入缺陷等方式进行修饰。本论文通过大量调研和分析认为,过渡金属掺杂半导体单层薄膜结构有望在新型二维半金属材料方面获得突破,二维半导体在自旋电子学领域蕴含潜在应用价值。密度泛函理论以量子力学为基本原理,是目前研究固体材料电子结构和基态物理性质的强势工具。密度泛函理论既可对未知材料的性质进行理论预测为实验提供参考,同时也可探...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1多层膜中的双电流示意图

绪论3率能达到10%[5]的高度，如图1.1所示。与以往的铁磁材料的各向异性磁电阻相应相比，这种在Fe/Cr多层膜结构中出现磁电阻大出了一个数量级，巨磁电阻[6][7]效应（giantmagnetoresistance,GMR）由此得名，这一发现为自旋电子学打开更为广阔的大门，同....

图1.4磁隧道结电子输运示意图

绪论5铁磁层1自旋向上和自旋向下的隧穿电子通过势垒层分别进入铁磁层2的自旋向上和自旋向下能带，此时电子受到的界面散射作用小，隧穿电流很大，MTJs呈低阻状态，图1.4描绘了这个过程。1982年，Maekawa等人[13]制备了中间势垒层为NiO的MTJs，并测出2.4%的TMR值....

图1.5三类磁性强弱不同的半导体示意图[24]

氲继宓奶匦裕?峁瓜喽怨逃邪虢?属材料更稳定，也可同时利用电子的电荷和自旋属性，信息的处理、储存就可同一时间完成，使得信息处理速度和储存密度也大大提高了。早在20世纪80年代，人们就开始用掺杂磁性原子的方式获取稀磁半导体，主要集中在对过渡金属磁性原子替代II-VI族半导体中的部分非....

图1.6稀磁半导体居里温度（TC）与半导体带隙的关系图

绪论11但从微观角度分析来看，局域磁矩又存在。近年来各种材料生长技术发展迅猛，尤其是低温分子束外延生长技术，半导体热平衡的溶解度极限被打破，这无疑是扩大了磁性半导体的发展空间。掺杂技术的不断发展对稀磁半导体的研究具有非常重要的意义。1989年，Munekata等人[35]成功生长....

本文编号：3920147