铁磁性金属薄膜的磁电阻研究
发布时间：2021-08-13 15:12
对于铁磁金属的磁电阻,传统认为它来自于磁化强度M方向和外加磁场H两方面的贡献,由于M的方向与H有关,所以研究它们各自的影响是一个尚未解决的问题。通常,饱和磁化下多晶材料各向异性磁电阻AMR=（ρ||-ρ⊥）cos2φ/ρ⊥。然而,在大多情况下,M不可能饱和磁化,所以研究磁场对磁电阻的影响依然是一个尚未澄清的问题。对于单晶来讲,磁电阻是否只有这两个来源也是一个问题。基于以上问题,我们做了以下研究:1、磁场H对纵向磁电阻ρxx和各向异性磁电阻AMR的影响。我们选取了饱和场较小的多晶FeNi薄膜,发现H不仅对ρxx有较大的影响,而且对AMR也有影响。依据样品面内磁场平行和垂直电流方向ρxx随磁场线性变化的不同,我们在AMR的描述中引入了磁场的影响,这一影响在特斯拉量级的饱和场下不能再被忽略。最后,我们通过温度的升高验证了这一结论;2、磁化强度M方向对磁电阻的影响。我们选取单晶Co/MgO体系,研究了“饱和场”下非cos2
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各向异性磁电阻效应中电场、电流密度、磁化强度的关系
兰州大学硕士学位论文铁磁性金属薄膜的磁电阻研究8图1-2坐标变换。1=sincos2=sinsin3=cos，(1.24)1）当1＞0时，以z轴上的等效场为例。此时θ很小，公式（1.24）可以变换为1=cos2=sin3=cos=12sin22=122,(1.25)将公式（1.25）代入式（1.23）得=12[2sin2cos2+(122)2],(1.26)由于θ很小，公式（1.26）可以等效为=12，(1.27)这与单轴情况下的公式（1.20）相似。与单轴各向异性等效场推导类似，可以得到1=02,(1.28)可见，1＞0时的立方磁晶各向异性等效场为=210.当1＜0时，易磁化方向为[111]轴。此时，=45°，cos=sin=√2/2；cos=√3/3。为了写出磁化强度在[111]轴附近时的总能量,令这里的θ为θ0，
兰州大学硕士学位论文铁磁性金属薄膜的磁电阻研究12第二章实验设备与原理简介2.1样品的制备制备薄膜的方法有很多种[1]，比如化学气相沉积法（CVD）、分子束外延法（MBE）[2]、脉冲激光沉积法（PLD）、磁控溅射法[3]。2.1.1分子束外延装置我们实验室所使用的分子束外延（MBE）低维功能材料制备系统是由德国SPECS公司研制的。这套装置主要由快速进样室、样品生长腔和STM分析室三部分组成，如图2-1所示。图2-1分子束外延装置示意图[4]。样品真空生长腔的本底真空度可以达到1×1011mbar，在生长过程中真空度也可达到5×1010mbar。生长腔是装置的核心部位，它包括：反射式高能电子衍射仪(RHEED)、石英晶体振荡器、束源炉、Flux束流探测器、样品架。其中，总共装配了一个电子束蒸发源和四个带循环水冷的金属热蒸发源，蒸发源主要由缠绕了钨加热丝的坩埚和与坩埚底部相连的热电偶组成。坩埚内部填充着金属材料，通过在钨加热丝中通稳恒电流来对其进行加热，当温度达到金属材料的蒸发温度时，束流就会从坩埚出口出射。通过调节稳恒电流的大小可以控制坩埚内部金属的温度，进而调控样品的生长速率。我们实验室中设备的坩埚分别是能承受1400℃和2000℃的PBN（热解氮化硼）坩埚和Al2O3坩埚。蒸发源坩埚中装填着纯度达到99.999%的金属单质材料，所有蒸发源的开口都指向衬底所在方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型振动样品磁强计测量材料磁性[J]. 郇维亮,高峰,徐小龙. 实验技术与管理. 2012(02)
[2]平面霍尔效应传感器的原理与研究进展[J]. 陈栖洲,汪学锋,张怀武,钟智勇. 磁性材料及器件. 2011(03)
[3]磁控溅射技术进展及应用(上)[J]. 徐万劲. 现代仪器. 2005(05)
[4]振动样品磁强计在磁记录介质中的应用[J]. 王芳,许小红. 信息记录材料. 2005(02)
[5]物理性质测量系统（PPMS）的原理及其应用[J]. 张焱,高政祥,高进,曹立志. 现代仪器. 2004(05)
博士论文
[1]层间耦合多层膜的高频动力学行为[D]. 汪文峰.兰州大学 2019
[2]铁及铁合金的反常霍尔效应和磁性研究[D]. 田源.复旦大学 2010
[3]镍和镓锰砷中的反常霍尔效应[D]. 叶力.复旦大学 2010
[4]反点阵阵列膜的结构和磁性[D]. 蒋长军.兰州大学 2007
硕士论文
[1]层间耦合FM/NM/FM体系高频磁性研究[D]. 王文强.兰州大学 2019
本文编号：3340656
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各向异性磁电阻效应中电场、电流密度、磁化强度的关系
兰州大学硕士学位论文铁磁性金属薄膜的磁电阻研究8图1-2坐标变换。1=sincos2=sinsin3=cos，(1.24)1）当1＞0时，以z轴上的等效场为例。此时θ很小，公式（1.24）可以变换为1=cos2=sin3=cos=12sin22=122,(1.25)将公式（1.25）代入式（1.23）得=12[2sin2cos2+(122)2],(1.26)由于θ很小，公式（1.26）可以等效为=12，(1.27)这与单轴情况下的公式（1.20）相似。与单轴各向异性等效场推导类似，可以得到1=02,(1.28)可见，1＞0时的立方磁晶各向异性等效场为=210.当1＜0时，易磁化方向为[111]轴。此时，=45°，cos=sin=√2/2；cos=√3/3。为了写出磁化强度在[111]轴附近时的总能量,令这里的θ为θ0，
兰州大学硕士学位论文铁磁性金属薄膜的磁电阻研究12第二章实验设备与原理简介2.1样品的制备制备薄膜的方法有很多种[1]，比如化学气相沉积法（CVD）、分子束外延法（MBE）[2]、脉冲激光沉积法（PLD）、磁控溅射法[3]。2.1.1分子束外延装置我们实验室所使用的分子束外延（MBE）低维功能材料制备系统是由德国SPECS公司研制的。这套装置主要由快速进样室、样品生长腔和STM分析室三部分组成，如图2-1所示。图2-1分子束外延装置示意图[4]。样品真空生长腔的本底真空度可以达到1×1011mbar，在生长过程中真空度也可达到5×1010mbar。生长腔是装置的核心部位，它包括：反射式高能电子衍射仪(RHEED)、石英晶体振荡器、束源炉、Flux束流探测器、样品架。其中，总共装配了一个电子束蒸发源和四个带循环水冷的金属热蒸发源，蒸发源主要由缠绕了钨加热丝的坩埚和与坩埚底部相连的热电偶组成。坩埚内部填充着金属材料，通过在钨加热丝中通稳恒电流来对其进行加热，当温度达到金属材料的蒸发温度时，束流就会从坩埚出口出射。通过调节稳恒电流的大小可以控制坩埚内部金属的温度，进而调控样品的生长速率。我们实验室中设备的坩埚分别是能承受1400℃和2000℃的PBN（热解氮化硼）坩埚和Al2O3坩埚。蒸发源坩埚中装填着纯度达到99.999%的金属单质材料，所有蒸发源的开口都指向衬底所在方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型振动样品磁强计测量材料磁性[J]. 郇维亮,高峰,徐小龙. 实验技术与管理. 2012(02)
[2]平面霍尔效应传感器的原理与研究进展[J]. 陈栖洲,汪学锋,张怀武,钟智勇. 磁性材料及器件. 2011(03)
[3]磁控溅射技术进展及应用(上)[J]. 徐万劲. 现代仪器. 2005(05)
[4]振动样品磁强计在磁记录介质中的应用[J]. 王芳,许小红. 信息记录材料. 2005(02)
[5]物理性质测量系统（PPMS）的原理及其应用[J]. 张焱,高政祥,高进,曹立志. 现代仪器. 2004(05)
博士论文
[1]层间耦合多层膜的高频动力学行为[D]. 汪文峰.兰州大学 2019
[2]铁及铁合金的反常霍尔效应和磁性研究[D]. 田源.复旦大学 2010
[3]镍和镓锰砷中的反常霍尔效应[D]. 叶力.复旦大学 2010
[4]反点阵阵列膜的结构和磁性[D]. 蒋长军.兰州大学 2007
硕士论文
[1]层间耦合FM/NM/FM体系高频磁性研究[D]. 王文强.兰州大学 2019
本文编号：3340656
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3340656.html
