Co/ITO多层膜的巨磁电阻效应及Fe/Cr双层膜的磁学与磁电阻效应

摘要

本论文简单介绍了半导体自旋电子学和磁电阻效应的一些研究进展，分析了几种常见的巨磁电阻效应系统。实验以ITO作为非磁层，采用磁控溅射技术制备了系列Co/ITO多层膜和用离子束溅射方法制备了Fe/Cr双层膜等多种磁性薄膜样品。 本论文通过磁控溅射法制作了的Co/ITO多层膜系列样品，详细介绍了样品的制备、结构表征和测量过程。用振动样品磁强计(VSM)测量样品的磁性；用微电阻测试系统对样品在不同温度下的磁电阻等相关特性测量。系统地研究了磁电阻效应随温度的变化关系及其影响机制。室温下在非磁性层ITO的厚度为2nm的样品中巨磁电阻值为1.8％.在12.5 K时，巨磁电阻值为4.3％.我们认为Co/ITO多层膜样品中GMR效应来源于相邻磁性层的反铁磁性耦合。同时测量了巨磁电阻值随温度的变化关系，发现GMR值在低温下接近于一个常数值，在较高的温度到室温之间，随温度的升高而近线性的下降. 本论文通过离子束溅射的方法制作了Fe/Cr双层膜系列样品，系统的讨论了双层膜由于生长顺序不同下的磁学性质，发现在Fe/Cr双层膜中与在Cr/Fe双层膜中，先生长一层Cr膜的矫顽力要偏大。当Cr的厚度在25nm附近时，铁磁层的矫顽力及偏置会出现一个峰值。220K时MR值较大，313K时MR值较小，这表明对MR贡献最大的因素可能是Fe与Cr界面处发生的反铁磁耦合。并发现随着温度降低，磁电阻逐渐增大.

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第一章绪论

1.1自旋电子学

1.1.1半导体自旋电子学

1.2几种磁电阻体系概述

1.2.1半导体-磁体混合系统

1.2.2稀磁半导体

1.2.3含铁磁颗粒的颗粒膜

1.2.4自旋阀结构

1.2.5铁磁-有机半导体系统

1.2.6磁性金属多层膜

1.3几种磁电阻效应概述

1.3.1巨磁电阻效应

1.3.2隧穿磁电阻效应

1.3.3正常磁电阻效应

1.3.4各向异性磁电阻效应

1.3.5庞磁电阻效应

1.4本论文的工作

参考文献

第二章纳米薄膜的制备及其性质表征

2.1引言

2.2样品的制备与测量

2.2.1基片

2.2.2离子束溅射

2.2.3磁控溅射原理

2.2.4样品磁性的表征

2.2.5薄膜厚度的测量

2.2.6样品的电阻和磁电阻的测量

2.2.7样品结构的表征

2.2.8原子力显微镜

参考文献

第三章Co/ITO多层膜的磁电阻效应和磁学性质研究

3.1引言

3.2实验过程

3.3结果与分析

3.4本章小结

参考文献

第四章Fe/Cr双层膜的磁学性质

4.1引言

4.2实验过程

4.3结果与分析

4.4本章小结

参考文献

硕士期间论文发表情况

致谢