Co 2 FeAl赫斯勒合金的磁性调控
发布时间：2023-04-29 17:28
随着自旋电子学研究的不断深入,人们发现高自旋极化率与低阻尼因子可以增加磁化强度的反转能力。Co2FeAl赫斯勒合金具有高自旋极化率、低阻尼因子与高居里温度等特点,展现出了巨大的应用潜力。然而,Co2FeAl合金的以上性能强烈依赖于晶格中原子分布的有序度、晶粒分布的微结构以及磁结构。因此,本文中通过调节薄膜厚度、衬底温度和外加电场对Co2FeAl合金的磁性进行了调控。得到的主要创新性结果如下:(1)发现了Co2FeAl/Si薄膜的厚度对磁各向异性和阻尼的影响。当Co2FeAl薄膜的厚度从20 nm增加到120 nm,面内单轴各向异性场由120 Oe变为90 Oe。共振频率从3 GHz下降到2 GHz。同时,拟合FMR线宽(?H)随角度的变化,发现非本征线宽(?Hex)随着薄膜厚度增加而增加,本征线宽(?Hin)与薄膜厚度无关。因此,样品的本征阻尼因子不随厚度改变。(2)通过改变衬底的温度实现了Co2FeAl/PMN...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 Heusler合金研究背景
1.2 Co基 Heusler合金研究背景与现状
1.3 本论文的主要研究内容
参考文献
第二章 理论基础
2.1 Huesler合金理论背景
2.1.1 Huesler合金元素组成与晶格结构
2.1.2 Huesler合金电子结构与磁性
2.1.3 Huesler合金的阻尼因子
2.1.4 Huesler合金的负AMR现象
2.2 铁磁共振
2.2.1 磁化强度一致进动的共振频率
2.2.2 有阻尼情况下的张量磁化率
2.2.3 薄膜样品中磁化强度的共振频率
2.2.4 薄膜样品磁化强度一致进动的球坐标解
2.2.5 薄膜样品面内转角引起的共振场变化
参考文献
第三章 样品的制备方法与表征技术
3.1 样品的制备方法
3.1.1 磁控溅射的发展
3.1.2 磁控溅射原理
3.1.3 磁控溅射工艺对薄膜的影响[4]
3.2 样品的表征技术
3.2.1 X射线衍射仪
3.2.2 扫描电子显微镜
3.2.3 振动样品磁强计
3.2.4 铁磁共振表征
3.2.5 输运测试平台
3.2.6 磁力显微镜
参考文献
第四章 Co2FeAl/Si合金的磁性调控
4.1 前言
4.2 Si衬底上Co2FeAl合金制备工艺研究
4.2.1 溅射功率和气压对薄膜微观结构的影响
4.2.2 退火温度对薄膜微观结构的影响
4.2.3 衬底温度对薄膜微观结构的影响
4.2.4 原位加热制备的薄膜AMR表征
4.3 倾斜溅射对Si衬底上Co2FeAl薄膜磁性的调控
4.3.1 倾斜溅射对静态磁性的调控
4.3.2 倾斜溅射对样品动态磁性的调控
4.4 薄膜厚度对Co2FeAl/Si样品磁性的调控
4.4.1 薄膜厚度对Co2FeAl/Si样品静态磁性的调控
4.4.2 薄膜厚度对Co2FeAl/Si样品动态磁性的调控
4.5 本章小结
参考文献
第五章 Co2FeAl/PMN-PT半金属性与阻尼系数调控
5.1 前言
5.2 Co2FeAl/PMN-PT异质结的制备与表征
5.3 衬底温度对薄膜半金属性的影响
5.4 衬底温度对薄膜动态磁性的影响
5.5 测量温度对薄膜动态磁性的影响
5.6 本章小结
参考文献
第六章 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的静态磁性
6.1 前言
6.2 Co2FeAl/PMN-PT异质结的制备
6.3 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的各向异性
6.4 直流电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的剩磁态
6.5 脉冲电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的剩磁态
6.6 本章小结
参考文献
第七章 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的动态磁性
7.1 前言
7.2 Co2FeAl/PMN-PT异质结的制备与表征
7.3 Co2FeAl/PMN-PT异质结的动态磁性表征
7.4 直流电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的动态磁性
7.5 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结动态磁性的机制研究
7.6 本章小结
参考文献
第八章 结论与展望
8.1 本论文的主要结论
8.2 对未来研究工作的展望
在学期间的研究成果及参加的研究项目
a.在学期间研究成果
b.参与的研究项目
致谢
本文编号：3805418
【文章页数】：95 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 Heusler合金研究背景
1.2 Co基 Heusler合金研究背景与现状
1.3 本论文的主要研究内容
参考文献
第二章 理论基础
2.1 Huesler合金理论背景
2.1.1 Huesler合金元素组成与晶格结构
2.1.2 Huesler合金电子结构与磁性
2.1.3 Huesler合金的阻尼因子
2.1.4 Huesler合金的负AMR现象
2.2 铁磁共振
2.2.1 磁化强度一致进动的共振频率
2.2.2 有阻尼情况下的张量磁化率
2.2.3 薄膜样品中磁化强度的共振频率
2.2.4 薄膜样品磁化强度一致进动的球坐标解
2.2.5 薄膜样品面内转角引起的共振场变化
参考文献
第三章 样品的制备方法与表征技术
3.1 样品的制备方法
3.1.1 磁控溅射的发展
3.1.2 磁控溅射原理
3.1.3 磁控溅射工艺对薄膜的影响[4]
3.2 样品的表征技术
3.2.1 X射线衍射仪
3.2.2 扫描电子显微镜
3.2.3 振动样品磁强计
3.2.4 铁磁共振表征
3.2.5 输运测试平台
3.2.6 磁力显微镜
参考文献
第四章 Co2FeAl/Si合金的磁性调控
4.1 前言
4.2 Si衬底上Co2FeAl合金制备工艺研究
4.2.1 溅射功率和气压对薄膜微观结构的影响
4.2.2 退火温度对薄膜微观结构的影响
4.2.3 衬底温度对薄膜微观结构的影响
4.2.4 原位加热制备的薄膜AMR表征
4.3 倾斜溅射对Si衬底上Co2FeAl薄膜磁性的调控
4.3.1 倾斜溅射对静态磁性的调控
4.3.2 倾斜溅射对样品动态磁性的调控
4.4 薄膜厚度对Co2FeAl/Si样品磁性的调控
4.4.1 薄膜厚度对Co2FeAl/Si样品静态磁性的调控
4.4.2 薄膜厚度对Co2FeAl/Si样品动态磁性的调控
4.5 本章小结
参考文献
第五章 Co2FeAl/PMN-PT半金属性与阻尼系数调控
5.1 前言
5.2 Co2FeAl/PMN-PT异质结的制备与表征
5.3 衬底温度对薄膜半金属性的影响
5.4 衬底温度对薄膜动态磁性的影响
5.5 测量温度对薄膜动态磁性的影响
5.6 本章小结
参考文献
第六章 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的静态磁性
6.1 前言
6.2 Co2FeAl/PMN-PT异质结的制备
6.3 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的各向异性
6.4 直流电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的剩磁态
6.5 脉冲电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的剩磁态
6.6 本章小结
参考文献
第七章 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的动态磁性
7.1 前言
7.2 Co2FeAl/PMN-PT异质结的制备与表征
7.3 Co2FeAl/PMN-PT异质结的动态磁性表征
7.4 直流电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结的动态磁性
7.5 电场调控Co2FeAl/PMN-PT异质结动态磁性的机制研究
7.6 本章小结
参考文献
第八章 结论与展望
8.1 本论文的主要结论
8.2 对未来研究工作的展望
在学期间的研究成果及参加的研究项目
a.在学期间研究成果
b.参与的研究项目
致谢
本文编号：3805418
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