几种Heusler结构新型反铁磁材料的制备与性能研究
发布时间：2021-08-13 23:01
磁性薄膜材料广泛应用于磁存储器中,但随着磁盘存储密度以每年100%左右的速度增长,传统铁磁体薄膜存储器问题也逐渐突出。而反铁磁材料能够很好的解决这一问题。反铁磁自旋电子材料及器件的研究才刚刚起步,相关报道较少,在制备工艺和应用上依然有很多问题需要解决。前人预测四种薄膜具有反铁磁性,但未能制备过薄膜状以及反铁磁性的V-Ga,Cr-Fe-Si,Cr-Mn-Si合金。本文的重点是通过控制沉积速率、厚度、温度等参数,在硅基上制备四个系列的反铁磁薄膜,并研究薄膜成分、结晶度、形貌、磁学性质和电学性质。本文研究成果主要包括以下四个方面:（1）V3Ga薄膜制备。从理论上预测并通过实验制备了β-W型结构的亚稳相V3Ga,发现其具有良好结晶性。磁特性和磁阻特性进一步表明,β-W型V3Ga具有高的奈尔温度的反铁磁性,这与理论预测一致。实验和理论都表明,V3Ga为高导电半导体,具有0.12-0.16 eV窄带隙。此外,计算预测了制备的V3Ga/Fe界面处的强垂直磁各向异性,这是由于在界面处的V原子d...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁磁水平磁记录和反铁磁垂直磁记录原理的图示（X.Marti，2014）
际生产应用中具有较大前景。该类材料成为多领域（如材料物理、材料化学、凝聚态物理等）热门的研究方向。（李建强，2013）。下图1-2是化学计量比为X2YZ 的有序赫斯勒化合物 L21结构，它具有Fm3m空间群。此结构可以看作两组（一组四个）体心立方组合而成，同组之间互不相邻。这样赫斯勒合金的一个单胞中就会出现 4 个不同的晶体学位置：A(0,0,0)、B(1/4,1/4,1/4)、C(1/2,1/2,1/2)和 D(3/4,3/4,3/4)，其中，X 原子占据 A,C 点位点，Y 原子占据 B 位点，Z 原子占据 D 位点。图 1-2 赫斯勒合金点 L21结构（S. Fujii，1989）Fig.1-2 Hessian alloy L21 structure所谓 X 和 Y 元素，代表的是过渡金属元素，自然界中共有 30 多种
如图1-3 所示。随着理论、计算机和制备技术的发展，预测发现并制备的半金属材料越来越多。主要分为以下几个大类（1）以 Heusler 和 half-Heusler 合金为代表的三元金属化合物：PbMnSb、Co2CrSi、FeVSb 等；（2）磁性金属氧化物: Zn3(VO4)2、CaCu3Ru4O12、CrO2等；（3）双钙钛矿结构化合物：La2NiMnO6、Ba2NiMoO6、Sr2CrReO6 等；（4）稀磁半导体：In2S3，ZnO 参杂 Mn、Co、Fe 等；（5）磷族化合物或闪锌矿型过渡金属硫族化合物：MnBi、VTe 等；（6）有机半金属铁磁体。（李建峰，2009）目前通过一些技术手段可以操纵电子自旋的自由度，使其具有 100%的自旋极化率。而产生完全自旋极化电流可以使磁电子器件的效率最大化，因此在磁存储、电子器件和其他自旋相关设备中具有非常广泛的应用前景（郭冰亮，2013）。
本文编号：3341288
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁磁水平磁记录和反铁磁垂直磁记录原理的图示（X.Marti，2014）
际生产应用中具有较大前景。该类材料成为多领域（如材料物理、材料化学、凝聚态物理等）热门的研究方向。（李建强，2013）。下图1-2是化学计量比为X2YZ 的有序赫斯勒化合物 L21结构，它具有Fm3m空间群。此结构可以看作两组（一组四个）体心立方组合而成，同组之间互不相邻。这样赫斯勒合金的一个单胞中就会出现 4 个不同的晶体学位置：A(0,0,0)、B(1/4,1/4,1/4)、C(1/2,1/2,1/2)和 D(3/4,3/4,3/4)，其中，X 原子占据 A,C 点位点，Y 原子占据 B 位点，Z 原子占据 D 位点。图 1-2 赫斯勒合金点 L21结构（S. Fujii，1989）Fig.1-2 Hessian alloy L21 structure所谓 X 和 Y 元素，代表的是过渡金属元素，自然界中共有 30 多种
如图1-3 所示。随着理论、计算机和制备技术的发展，预测发现并制备的半金属材料越来越多。主要分为以下几个大类（1）以 Heusler 和 half-Heusler 合金为代表的三元金属化合物：PbMnSb、Co2CrSi、FeVSb 等；（2）磁性金属氧化物: Zn3(VO4)2、CaCu3Ru4O12、CrO2等；（3）双钙钛矿结构化合物：La2NiMnO6、Ba2NiMoO6、Sr2CrReO6 等；（4）稀磁半导体：In2S3，ZnO 参杂 Mn、Co、Fe 等；（5）磷族化合物或闪锌矿型过渡金属硫族化合物：MnBi、VTe 等；（6）有机半金属铁磁体。（李建峰，2009）目前通过一些技术手段可以操纵电子自旋的自由度，使其具有 100%的自旋极化率。而产生完全自旋极化电流可以使磁电子器件的效率最大化，因此在磁存储、电子器件和其他自旋相关设备中具有非常广泛的应用前景（郭冰亮，2013）。
本文编号：3341288
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