文档介绍：摘要近些年来,半金属颞粒复合体系由于其重要的理论价值和广泛的应用前景而倍受方面提高低场磁电阻效应,实验上发现采用多晶、粉末等颗粒复合结构是十分有效的。颗粒体系作为一个电输运网络,体系中出现的磁电阻现象实质上是整个网络效应的结果。在半金属颗粒复合体系中,网络效应对磁电阻的影响表现得更为突出。研究网络效应对半金属材料中磁输运的作用不仅在理论上有重要学术价值,同时也为实际应用提供可行的方案,是凝聚态物理和电子材料科学的前沿课题。本文重点研究了半金属颗粒复合体系中磁输运的网络效应,主要集中在:实验结果和理论分析表明,半金属颗粒复合体系中的磁电阻效应主要来源于自旋极化电子在颗粒问的隧穿。~致,符合的幂指数规律。但是,这个理论是建立在电阻并联模型基础上的,而且体系的磁电阻效应与自旋极化率墓叵挡⒉宦鉖睦砺墼ぱ浴O匀欢杂诟咦孕ɑ牧希车牟⒘模型已经不适合。后来,有人提出改用串联电阻模型。我们对比了串联和并联电阻模型,发现对于传统铁磁金属,串联和并联模型的结果并没有差异或差异很小,但对于高自旋极化材料,特别是半金属材料,串联模型中的磁电阻比并联模型的要大。实际的颗粒体系中的电输运应是介于串联和并联模型之间。为此,我们提出一个完整的电阻网络模型腿来研究半金属颗粒复合体系中的磁电阻效应。我们以隧穿型输运机制为例,详细分析了串联,并联和网络模型对磁电阻效应的贡献。我们发现体系的磁电阻效应强烈依赖于网络的结构绲奈以及网络中电阻的分布,而且网络维度越低,磁电阻效应越大;电阻分布越宽,磁电阻效应越大。从电流分布来螽,当电流被局域在一个通道内的时侯,体系的磁电阻效应最大,可达到ァU不仅解释了相关实验,而且为实验上找寻和设计大磁电阻效应的材料结构提供了有效关注。半金属材料具有サ淖孕ɑ剩筛美嗖牧瞎钩傻囊熘式峁怪谐鱿至舜的磁电阻效应,而半金属颗粒复合体系就是这些异质结构的典型代表。为了从外禀的泶┬痛诺缱璧耐缒P汀半金属颗粒复合体系中磁输运的网络效应摘要
的方案。同时,也为理论上描述半金属颗粒复合体系的磁输运现象提供了模型基础。在低温和当颗粒的粒径很小时,颗粒本身的荷电能的对电输运有很大的影响,整个体系的输运特性由颗粒间的隧穿电导和颗粒本身的荷电能共同决定。实验上发现纳大的降低。为了解释这类特殊的磁输运现象,我们同时考虑了荷电能和颗粒边界附近网络模型来计算了整体的磁电阻效应,得出的结果不仅解释了低场磁电阻行为而且能很好的描述高场行为。在颗粒粒径分布很宽的半金属颗粒复合体系中,同样也出现了低温下磁电阻增强效应。对于这些平均粒径较小,粒径分布很宽的半金属颗粒复合体系,低温下库仑阻塞是十分显著的。在我们的网络模型中,同时考虑了在不同大小颗强和高温下迅速衰减的特征。我们的模型不仅适用于锌铁氧体这类半金属材料。也能解释普通铁磁金属/绝缘颗粒复合体系中的磁输运现象。湓送ǖ篮痛诺缱栊вΑ在半金属颗粒复合体系中,颗粒边界往往并不是一个完美的绝缘势垒。通过这些颗粒边界的电导,除了有自旋极化隧穿电导外,还有通过势垒中杂质态的电导。我们分析了悍勰┲械缱韬痛诺缱璧奈露刃вΑ7⑾殖俗孕薰赝ǖ乐绲蓟岽捶浅4蟮奈露刃вν猓孕喙赝ǖ乐凶孕ɑ仕嫖露鹊乃ゼ也带来了很强的温度效应。通过与实验结果比较。我们发现这两种机制对磁电阻的温度效应的贡献与退火温度和退火时间有关。我们的模型全面的描述了粉末中磁电阻的温度效应。另一方面,对于内禀性质特殊的半金属颗粒体系,颗粒与颗粒间的连接程度决定了整个体系的电输运特性。在我们构建的网络模型的通道中体现了这种连接程度的差异鹾颓以更接近实际的情形,其结果比简单的双通道模型更准确地描述了磁输运现象。一些特殊的实验现象,如磁电阻与温度关系曲线中的肩峰现象,饴啬艹痛诺缱栊вΑ米锰氧化物颗粒体系的磁电阻效应在低温下有很大的增强,同时体系的库仑能隙有很能带弯曲效应对颗粒间自旋极化隧穿的影响。用电阻的高斯分布形式构建了一个电阻粒间的约白孕ɑ嫖露鹊乃ゼ酰晒Φ亟馐土舜诺缱栊вΦ臀孪略得到了很好的解释。半金属颗粒复台俸系中磁输运的删辫效应摘要
关键词:半金属颗粒复合体系网络效应磁输运相分离渗流近来的实验观测显示,锰氧化物中复杂的电输运现象是和体系内禀的相分离特性紧密联系的。而庞磁电阻效应就是体系中铁磁性金属相和顺磁性的绝缘相的分离和在外磁场驱动下金属相渗流的结果。由金属性和绝缘性电阻组成的二分量电阻网络模型可以很好地描述这种内禀特性,如金属一绝缘相变,вΑT诙嗑萄趸锊牧相变温度也大大降低,整个相变峰变宽。而磁电阻效应,除了猓褂杏煽帕1的模型都忽略了内禀的相分离带来的输运性质在空间非均匀分布的影响。我们提出一的模型很好地描述了多晶锰氧化物中内禀屯赓鱐在电输运网络中的竞争,和由这种竞争带来的复杂的