铁磁金属/非磁材料异质结各向异性磁电阻及界面效应的研究

发布时间：2022-08-02 17:21

　　基于电子的自旋相关输运的自旋电子学,其发展推动着高科技的发展。自旋相关的输运行为包括各向异性磁电阻、平面霍尔效应、异常霍尔效应以及自旋霍尔效应等。由于利用自旋极化电子可以进行信息的存储和处理,自旋相关输运的机理及调控引起了众多科研工作者广泛的研究兴趣和努力。如今磁电阻效应被广泛应用于磁存储如磁随机存储（MRAM）中,而包括磁随机存储器在内的自旋相关器件的单元大多是由铁磁金属/非磁材料异质结组成,为了更好的理解和优化这些器件单元,对于铁磁金属/非磁金属异质结薄膜的自旋相关输运的研究显得尤为重要。针对该问题本文系统研究了磁性薄膜中各向异性磁电阻效应,在不同异质结构薄膜中发现不同的磁电阻现象,包括各向同性近似、几何尺寸效应和有界面效应的各向异性磁电阻。本文从传统各向异性磁电阻（AMR）的调控、界面垂直AMR的发现到垂直AMR的调控三个方面展开,具体研究内容如下:（1）氧迁移对薄膜的磁性能及电输运性能产生重要的影响,目前在电场作用下已经可以实现界面氧迁的双向调控移。那么是否退火是否同样可以实现氧迁移的双向调控?基于此,本文试图研究具有不同热力学特性的氧化物（SiO₂、Mg... 

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
缩写和符号清单
1 引言
2 背景综述
    2.1 自旋电子学的研究进展
    2.2 自旋相关输运
    2.3 磁电阻效应
    2.4 传统各向异性磁电阻效应
        2.4.1 各向异性磁电阻效应微观机理
        2.4.2 各向异性磁电阻的影响因素
        2.4.3 各向异性磁电阻的研究进展
    2.5 新型各向异性磁电阻效应
        2.5.1 遂穿各向异性磁电阻
        2.5.2 弹道各向异性磁电阻
        2.5.3 库伦阻塞各向异性磁电阻
        2.5.4 异常各向异性磁电阻
        2.5.5 反铁磁遂穿各向异性磁电阻
    2.6 铁磁绝缘体/非磁重金属异质结的磁电阻效应
        2.6.1 自旋霍尔效应磁电阻
        2.6.2 杂化磁电阻
    2.7 铁磁绝缘体/非磁重金属异质结的磁电阻效应
        2.7.1 普通氧化物/金属异质结
        2.7.2 过渡金属氧化物/金属异质结
    2.8 研究动机与内容
3 研究方法
    3.1 样品制备
        3.1.1 基片清洗
        3.1.2 薄膜生长
        3.1.3 样品加工
    3.2 样品热处理
    3.3 样品测试与表征
        3.3.1 薄膜的输运性能测试
        3.3.2 薄膜的磁性能测试
        3.3.3 薄膜的微结构分析
        3.3.4 薄膜的电子结构分析
        3.3.5 薄膜的厚度分析
4 NiFe/氧化物异质结薄膜各向异性磁电阻的界面调控
    4.1 引言
    4.2 实验
    4.3 结果与讨论
    4.4 小结
5 Fe/MgO异质结薄膜中垂直各向异性磁电阻及其产生机制的研究
    5.1 引言
    5.2 实验
    5.3 结果与讨论
    5.4 小结
6 CoO/Co/Pt异质结薄膜中垂直各向异性磁电阻的调制及其影响机制的研究
    6.1 引言
    6.2 实验
    6.3 结果与讨论
    6.4 小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3668931