掺杂STO的逆自旋霍尔效应的研究

发布时间：2020-12-02 12:00

　　随着自旋电子学的发展,非磁性金属以及各种合金材料中的ISHE被广泛研究。具有功耗低、存储密度大、响应速度快等一系列优势的自旋电子学器件也引起了大量的关注。本文通过自旋泵浦-逆自旋霍尔效应的方法来产生和检测自旋流。在已有基础上研究了V_ISHE信号的测试方法。然后对掺杂STO中的ISHE进行了相关研究,掺杂STO中这种可调控的自旋流-电荷流转化为自旋电子学器件的进一步发展提供了更多可能。本文首先研究了单层NiFe薄膜中,薄膜宽度与V_SRE信号的关系,发现当薄膜长度为8 mm,宽度为40μm时,V_SRE信号弱到低于检测限度,然后采用磁控溅射法在SiO₂基片和掺杂STO基片表面分别沉积了宽度为40μm的NiFe/Ta双层薄膜和NiFe薄膜。对于NiFe/Ta双层膜,这种将V_SRE信号降低到低于检测限度的方法能够直接测得该样品两端呈对称线型的V_ISHE信号,测试结果也表明,这种测试方法对于特定尺寸的FM/NM双层膜结构广泛适用,针对这种长条型双层膜结构提出了一种串联... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 逆自旋霍尔效应的研究综述
        1.2.1 霍尔效应的发展简史
        1.2.2 自旋霍尔效应及其逆效应的国内外研究进展
    1.3 本论文的主要研究内容
第二章 基础理论
    2.1 微波磁学基础
        2.1.1 磁化强度矢量的运动方程
        2.1.2 铁磁共振
    2.2 自旋相关理论
        2.2.1 自旋流
        2.2.2 自旋轨道耦合作用
        2.2.3 自旋整流效应
        2.2.4 自旋泵浦效应
        2.2.5 自旋霍尔效应与逆自旋霍尔效应
    2.3 自旋泵浦-逆自旋霍尔效应测试平台简介
        2.3.1 终端短路的微带线测试夹具
        2.3.2 锁相放大器
        2.3.3 测试平台原理
    2.4 本章小结
第三章 逆自旋霍尔电压的测试方法研究
    3.1 薄膜宽度对自旋整流电压的影响
    3.2 NiFe/Ta双层膜中逆自旋霍尔电压的测试
        3.2.1 宽度为40μm的 NiFe/Ta双层膜样品制备
        3.2.2 不同微波功率下的测试结果及分析
        3.2.3 逆自旋霍尔电压的信号强度研究
    3.3 NiFe/Nb:STO双层结构中逆自旋霍尔电压的测试
        3.3.1 宽度为40μm的 NiFe/Nb:STO测试结果分析
        3.3.2 NiFe/Nb:STO中的翻转测试两步法
    3.4 本章小结
第四章 STO中的逆自旋霍尔效应研究
    4.1 未掺杂STO中的测试结果及分析
    4.2 掺杂STO中的测试结果及分析
        4.2.1 掺杂STO中的电压信号测试及分离
        4.2.2 电压信号随掺杂浓度的变化
        4.2.3 电压信号随微波频率的变化
        4.2.4 磁学参数的拟合结果及分析
        4.2.5 热处理对测试结果的影响
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的研究成果


【参考文献】：
博士论文
[1]低能离子束对过渡金属氧化物电学及自旋输运影响研究[D]. 王秋入.电子科技大学 2017

硕士论文
[1]NiFe/Pt薄膜结构的自旋泵浦—逆自旋霍尔效应的研究[D]. 韩方彬.电子科技大学 2016



本文编号：2895270