CoFeMnSi柔性薄膜磁性及输运特性的研究

发布时间：2022-11-05 05:25

　　可穿戴柔性电子元器件在传感、显示、医疗、存储等领域具有重要的应用前景,其核心之一为当中的磁性元器件。因而研究磁性材料的柔性化即在弯曲环境或应力/应变状态下的物理性能变化具有重要的意义。作为传感元器件,我们期望其物理性能对应力/应变状态敏感度高;而作为存储、显示等元器件,我们又期望其性能具有很好的稳定性。因此,本论文选择Heusler自旋零带隙半导体（SGS）CoFeMnSi磁性合金为研究对象,采用磁控溅射技术制备CoFeMnSi柔性薄膜,在掌握本征特性基础上,实现应力/应变对薄膜磁性及输运特性的调控。随后针对减弱柔性薄膜磁性对应力/应变的敏感性,通过插入二维层状材料获得对应变不敏感的Ti3C2/CoFeMnSi薄膜结构,并分析其内在的物理规律。具体内容如下:首先选用兼具表面粗糙度小、耐高温等优点的氟金云母（F-mica）为衬底,制备具有部分有序L21结构的300℃退火态F-mica/CoFeMnSi多晶薄膜。本征特性研究表明:利用布洛赫定律拟合得出10 nm薄膜在0 K温度下Ms约为3.5μB,80-300 K温区内呈类半导体输运特性;300 K时电导率σxx和载流子浓度ni的测试值证... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 柔性自旋电子学
    1.2 柔性磁性薄膜
        1.2.1 柔性磁性薄膜概述
        1.2.2 柔性磁性薄膜研究现状
    1.3 Co基Heusler自旋零带隙半导体(SGS)薄膜
        1.3.1 Heusler自旋零带隙半导体
        1.3.2 CoFeMnSi研究现状
    1.4 本课题的研究意义
    1.5 本课题的主要研究内容
2 实验内容
    2.1 薄膜的制备
        2.1.1 制备方法及设备
        2.1.2 薄膜样品的制备过程
        2.1.3 薄膜样品的热处理
    2.2 薄膜结构表征及性能测试
        2.2.1 磁性测量
        2.2.2 输运性能测量
        2.2.3 表面形貌表征
        2.2.4 相结构表征
        2.2.5 薄膜界面元素化学态表征
        2.2.6 磁畴结构表征
3 拉应力对F-mica/CoFeMnSi柔性薄膜物理性能的调控
    3.1 序言
    3.2 结果与分析
        3.2.1 F-mica/CoFeMnSi的微结构表征
        3.2.2 F-mica/CoFeMnSi的本征特性
        3.2.3 拉应力对F-mica/CoFeMnSi输运性能的影响
        3.2.4 拉应力对F-mica/CoFeMnSi磁性的影响
    3.3 小结
4 应力对AF/CoFeMnSi柔性薄膜磁性的调控
    4.1 序言
    4.2 结果与分析
        4.2.1 AF/CoFeMnSi的微结构表征
        4.2.2 拉应力对AF/CoFeMnSi磁性的影响
        4.2.3 压应力对AF/CoFeMnSi磁性的影响
        4.2.4 AF/CoFeMnSi重复弯曲磁稳定性的研究
    4.3 小结
5 应力对AF/Ti_3C_2/CoFeMnSi柔性薄膜磁性的调控
    5.1 序言
    5.2 结果与分析
        5.2.1 AF/Ti_3C_2/CoFeMnSi的微结构表征
        5.2.2 拉/压应力对AF/Ti_3_C2/CoFeMnSi磁性的影响
        5.2.3 再次展平时AF/Ti_3C_2/CoFeMnSi磁性的研究
        5.2.4 Ti_3C_2层状结构对弯曲磁稳定性贡献的机理分析
    5.3 小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3701995