基于二维黑磷的自旋阀器件的输运性质研究
[Abstract]:In recent years two-dimensional van der Waals crystal materials such as graphene and transition metal sulfides have attracted wide attention due to their excellent physical chemical and mechanical properties. As a new two-dimensional semiconductor material, black phosphorus has many excellent properties, such as tunable thickness band gap and high mobility. It has an important application prospect in nano-electronic devices and optoelectronic devices. At the same time, the theoretical prediction of black phosphorus has a long spin diffusion length, which is suitable for the development of spin electronic devices. However, there is no research report on spin transport based on two-dimensional black phosphorus material. In this paper, two dimensional black phosphorus materials were prepared by mechanical stripping of black phosphorus. The field effect characteristics and spin dependent transport properties of the devices are also studied. (1) the two dimensional pure black phosphorus and black phosphorus-doped field effect transistors are fabricated and the basic electrical properties of the black phosphorus devices are tested respectively. The experimental results show that black phosphorus is a p-type semiconductor with high switching ratio and high mobility. It is also found that doping can significantly improve the stability of black phosphorus devices. This lays a good foundation for the further study of spin valves. (2) the spin valve devices based on two-dimensional black phosphorus vertical structure are fabricated, and the effects of temperature, current and other factors on their transport properties are studied. At room temperature, the magnetoresistance effect of the black phosphorus spin valve is 0.23 and the magnetoresistive effect is as high as 0.57 at 4 K. It is found that black phosphorus exhibits metal characteristics in spin valve devices. These results indicate that two-dimensional black phosphorus materials may be suitable for the development of spin electronic devices such as magnetic storage and magnetic logic devices. (3) In-plane spin valve devices based on two-dimensional black phosphorus have been fabricated. The magnetoresistance effect of 0.27% was observed at 10 K, but no apparent spin correlation transport was observed at room temperature, which may be due to the poor interface quality between ferromagnetic layer and black phosphorus.
【学位授予单位】:山西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ126.31;TN386
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 龚福鑫;;钢铁黑磷化新工艺[J];材料保护;1992年10期
2 倪基华;钢铁黑磷化新技术研究[J];电镀与精饰;1998年05期
3 ;复旦大学发现新型二维半导体材料黑磷[J];河南化工;2014年03期
4 姚素薇;姜莹;张卫国;;自旋阀多层膜的电化学制备及其巨磁电阻效应[J];物理化学学报;2007年04期
5 姜宏伟,王艾玲,郑鹉;自旋阀中的各向异性磁电阻效应[J];物理学报;2005年05期
6 李健平;钱正洪;白茹;孙宇澄;;用退火法重置自旋阀材料钉扎方向的研究[J];材料保护;2013年S2期
7 钱丽洁;朱金荣;许小勇;胡经国;;自旋阀结构中的力致磁阻效应[J];功能材料与器件学报;2009年06期
8 王乐;于广华;姜勇;冯春;滕蛟;;退火对Ni_(80)Fe_(20)/Al_2O_3/Ag/Al_2O_3/Ni_(80)Fe_(20)平面自旋阀中自旋积累的影响[J];稀有金属;2011年06期
9 卢志红,李铁,邱进军,荀坤,沈鸿烈,姚新华,沈松华,林更琪,李佐宜,沈德芳;NiO/NiFeCo/Cu/NiFeCo自旋阀结构的巨磁电阻效应及影响因素的研究[J];功能材料;1999年03期
10 柴春林,滕蛟,于广华,朱逢吾,赖武彦,肖纪美;退火对FeMn钉扎自旋阀性质的影响[J];物理学报;2002年08期
相关会议论文 前8条
1 陈陆峰;武文平;王春明;;黑色金属表面发黑磷化一步法生产工艺[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年
2 陈琳;;氧化钙对钢铁黑磷化的影响研究[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
3 杨立;吴小山;谭伟石;游彪;盛雯婷;林涛;杜军;胡安;蒋树声;;δ掺杂阻止Fe_(21)Ni_(79)/Cu多层膜界面的组分扩散研究[A];第八届全国X射线衍射学术会议论文集[C];2003年
4 王磊;单荣;周良成;薛菲;杨新菊;周仕明;;粗糙度对自旋阀巨磁电阻的影响[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年
5 孙亮;任远;杜军;吴小山;盛雯婷;王雅新;游彪;鹿牧;胡安;;NiO顶部和底部钉扎自旋阀的比较[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年
6 刘华瑞;任天令;刘理天;李伟;;顶钉扎自旋阀中Ta缓冲层的优化研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
7 杨芝茵;李伟;刘华瑞;库万军;;用磁控溅射法制备具有GMR效应的自旋阀多层膜[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年
8 刘华瑞;任天令;刘理天;库万军;;适用于GMR传感器的高性能自旋阀研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
相关重要报纸文章 前3条
1 ;自旋阀开创有机芯片时代[N];计算机世界;2004年
2 ;铜锰合金型磁自旋阀[N];中国有色金属报;2003年
3 ;上钉扎型钴铜磁自旋阀[N];中国有色金属报;2003年
相关博士学位论文 前10条
1 王国才;黑磷的电学性能调控及其逻辑器件的制备与表征[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2017年
2 韩方微;黑磷的电输运和光电特性研究以及电子气系统磁光电导率公式的推广[D];中国科学技术大学;2017年
3 赵明;黑磷单晶的制备及其多层微米带的电输运性质的研究[D];浙江大学;2017年
4 周跫桦;新型二维材料的环境稳定性和设计[D];东南大学;2017年
5 王磊;自旋阀中磁输运和磁性的研究[D];复旦大学;2005年
6 王申;烷烃分子的自旋输运和有机自旋阀器件的制备[D];南京大学;2011年
7 唐晓莉;自旋阀中的极化输运及相关自旋新材料、结构研究[D];电子科技大学;2007年
8 王日兴;倾斜磁各向异性自旋阀结构的稳定性分析和铁磁共振研究[D];湖南大学;2012年
9 祁先进;低剂量Ga~+辐照和温度对自旋阀磁性能及其稳定性的影响[D];南京航空航天大学;2010年
10 丘学鹏;交换偏置磁锻炼和恢复效应研究及GMR自旋阀的制备[D];复旦大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 许蕾蕾;基于二维黑磷的自旋阀器件的输运性质研究[D];山西师范大学;2017年
2 吴岩;二维单层黑磷结构中带间隧穿的研究[D];内蒙古大学;2015年
3 王佳瑛;黑磷光电特性及其异质结器件研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 卢旺林;黑磷二维材料的制备及其光电特性表征[D];浙江大学;2016年
5 王洋;单层黑磷的电子输运性质研究[D];河南工业大学;2016年
6 徐靖银;超薄二维黑磷材料的制备及其光学性质研究[D];兰州大学;2016年
7 陈明艳;镍/黑磷/镍隧道结的电输运及光电流的理论研究[D];上海师范大学;2016年
8 袁振洲;黑磷的制备及表征研究[D];北京工业大学;2016年
9 翟彩云;过渡金属原子吸附与掺杂单层黑磷的磁性研究[D];河南师范大学;2016年
10 刘琳;表面吸附对单层黑磷和单层二硫化钼电子结构影响的第一性原理研究[D];深圳大学;2016年
,本文编号:2366686
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/2366686.html