基于逆自旋霍尔效应测量的有机半导体自旋输运研究
发布时间：2022-07-11 17:09
自旋电子学研究自旋极化电子在材料中的注入、输运、探测及控制,以实现高速、低能耗的电子器件。与传统无机材料相比,有机半导体的自旋-轨道相互作用和超精细相互作用较弱。对于半导体聚合物,这些材料还具有柔性、可实现低成本的器件制作等优点,因而有望成为自旋极化传输的理想候选材料。十多年来有机自旋电子学研究已取得许多重要进展,但也正面临不少挑战和困难,例如有机自旋阀器件性能在室温下仍很低,其自旋极化的注入和传输机制也存在巨大的争论等。一个解决途径是寻找合适的有机材料作为自旋极化的传输介质、发展新的探测手段研究其自旋传输和弛豫行为。近年来,采用自旋泵浦技术激发自旋流、结合逆自旋霍尔效应（ISHE）测量,可以克服自旋阀器件中的界面电导失配问题,成为研究材料本征的自旋传输行为和机制的有力工具,已成功地应用于多种分子半导体和共轭聚合物自旋传输的研究中。本论文工作运用铁磁共振（FMR）自旋泵浦手段,结合ISHE电压测量,探究一些新型半导体聚合物等材料的自旋传输特性,旨在寻找具有优异的自旋传输性能的新材料,并探索有机半导体的分子结构和薄膜结构因素（如分子取向和堆积有序度,形貌和结晶性等）如何影响自旋传输行为。...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 有机自旋电子学
1.1.1 自旋电子学的基本概念
1.1.2 自旋的注入
1.1.3 自旋界面效应
1.1.4 自旋的弛豫
1.1.5 自旋的检测
1.2 有机自旋电子学的最新进展
1.2.1 有机自旋阀的最新研究进展
1.2.2 利用自旋泵浦效应研究有机薄膜自旋输运的最新进展
1.3 论文研究的主要内容
1.4 本章小结
1.5 参考文献
第二章 逆自旋霍尔效应及低噪声测量系统
2.1 引言
2.2 磁共振
2.2.1 顺磁共振
2.2.2 阻尼
2.2.3 铁磁共振
2.3 逆自旋霍尔效应
2.3.1 反常霍尔效应、自旋霍尔效应与逆自旋霍尔效应
2.3.2 自旋散射机制
2.3.3 自旋泵浦引起的逆自旋霍尔效应
2.4 低噪声逆自旋霍尔电压测量系统的搭建
2.4.1 铁磁共振测量装置
2.4.2 谐振腔
2.4.3 低噪声逆自旋霍尔电压测量系统
2.5 本章小结
2.6 参考文献
第三章 双层膜体系的逆自旋霍尔效应研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 金属薄膜的制备方法
3.2.2 样品的制备方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 铁磁/顺磁双层膜体系的铁磁共振
3.3.2 Py/Pt双层膜的逆自旋霍尔效应
3.3.3 逆自旋霍尔电压和微波功率、外场与膜面夹角及温度的依赖关系
3.3.4 不同衬底对逆自旋霍尔电压信号的影响
3.3.5 YIG/Pd双层膜样品的逆自旋霍尔效应
3.3.6 自旋霍尔角与混合电导
3.3.7 界面效应
3.4 本章小结
3.5 参考文献
第四章 半导体共轭聚合物的自旋输运研究
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 样品的制备方法
4.2.2 自旋泵浦和ISHE效应测量
4.2.3 样品形貌和结构表征
4.3 结果和讨论
4.3.1 薄膜形貌和铁磁/有机界面结构
4.3.2 共轭聚合物PBDTTT-C-T的自旋输运研究
4.3.3 PBDTTT-C-T/PS共混薄膜的自旋输运研究
4.3.4 半导体聚合物DPP-2T和DPP-2T/PS共混膜的自旋输运研究
4.3.5 半导体共混薄膜自旋输运的微观机制
4.4 本章小结
4.5 参考文献
第五章 HOIP薄膜的自旋输运研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 MAPbBr_3薄膜的制备方法
5.2.2 样品的制备方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 MAPbBr_3薄膜的晶体结构表征
5.3.2 MAPbBr_3薄膜的自旋输运研究
5.4 本章小结
5.5 参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3658550
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 有机自旋电子学
1.1.1 自旋电子学的基本概念
1.1.2 自旋的注入
1.1.3 自旋界面效应
1.1.4 自旋的弛豫
1.1.5 自旋的检测
1.2 有机自旋电子学的最新进展
1.2.1 有机自旋阀的最新研究进展
1.2.2 利用自旋泵浦效应研究有机薄膜自旋输运的最新进展
1.3 论文研究的主要内容
1.4 本章小结
1.5 参考文献
第二章 逆自旋霍尔效应及低噪声测量系统
2.1 引言
2.2 磁共振
2.2.1 顺磁共振
2.2.2 阻尼
2.2.3 铁磁共振
2.3 逆自旋霍尔效应
2.3.1 反常霍尔效应、自旋霍尔效应与逆自旋霍尔效应
2.3.2 自旋散射机制
2.3.3 自旋泵浦引起的逆自旋霍尔效应
2.4 低噪声逆自旋霍尔电压测量系统的搭建
2.4.1 铁磁共振测量装置
2.4.2 谐振腔
2.4.3 低噪声逆自旋霍尔电压测量系统
2.5 本章小结
2.6 参考文献
第三章 双层膜体系的逆自旋霍尔效应研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 金属薄膜的制备方法
3.2.2 样品的制备方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 铁磁/顺磁双层膜体系的铁磁共振
3.3.2 Py/Pt双层膜的逆自旋霍尔效应
3.3.3 逆自旋霍尔电压和微波功率、外场与膜面夹角及温度的依赖关系
3.3.4 不同衬底对逆自旋霍尔电压信号的影响
3.3.5 YIG/Pd双层膜样品的逆自旋霍尔效应
3.3.6 自旋霍尔角与混合电导
3.3.7 界面效应
3.4 本章小结
3.5 参考文献
第四章 半导体共轭聚合物的自旋输运研究
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 样品的制备方法
4.2.2 自旋泵浦和ISHE效应测量
4.2.3 样品形貌和结构表征
4.3 结果和讨论
4.3.1 薄膜形貌和铁磁/有机界面结构
4.3.2 共轭聚合物PBDTTT-C-T的自旋输运研究
4.3.3 PBDTTT-C-T/PS共混薄膜的自旋输运研究
4.3.4 半导体聚合物DPP-2T和DPP-2T/PS共混膜的自旋输运研究
4.3.5 半导体共混薄膜自旋输运的微观机制
4.4 本章小结
4.5 参考文献
第五章 HOIP薄膜的自旋输运研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 MAPbBr_3薄膜的制备方法
5.2.2 样品的制备方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 MAPbBr_3薄膜的晶体结构表征
5.3.2 MAPbBr_3薄膜的自旋输运研究
5.4 本章小结
5.5 参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3658550
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