文档介绍：旦欠擘采缆醚擎意博士学位论文自旋阀中磁输运和磁性的研究至—叠塑堡堂墨院专姓系:名:幻垒,支公商一学校代码:学号·
度变化更为敏感。原子力显微镜测量表明,这是由于底部铁磁层厚度较薄时,薄杂赾/双层膜煞植煌和/双层膜,其中分摘要自从在磁性多层膜中发现巨磁电阻вσ岳矗捎诨⊙芯亢陀τ昧方面的原因,自旋阀的вσ鹆巳嗣枪惴旱男巳ぁR环矫妫孕в兄要的应用价值,例如,在磁记录技术中的应用使得磁记录密度大大提高。另一方面,自旋阀结构中的в吞牛刺沤换黄玫奈锢砘票旧硪舶很多深刻的物理内容,需要进一步研究。自旋阀的磁电阻比值和灵敏度直接影响器件的性能。例如,自旋阀读出头灵敏度的高低直接影响磁记录密度的大小。所以人们一直试图通过各种途径提高自旋阀的灵敏度和磁电阻比值。自旋阀的这些性质不但依赖于自旋阀的结构、组成材料和各层厚度,而且依赖于工艺条件,因此通过改善制备工艺条件及各层的材料和厚度可以改善自旋阀的性能。本文围绕着自旋阀,开展两个方面的研究内容:谀擅淄吹难艏趸铝和硅片两种衬底上,利用溅射法制各了/ú隳ぃ憾杂谡庖蛔孕е的关键结构,我们研究了其矫顽力增强的机制;芯苛私ι涔ひ仗跫宰孕阀磁电阻比值大小的影响,研究了自旋阀中铁磁层的体自旋相关散射和界面自旋相关散射对墓毕祝⑻教至私缑娲植诙榷訥的影响。具体内容如下:杂诙ゲ慷ぴ孕В⑾諫比值与工艺条件密切相关。对于//,,,构成的自旋阀,随着底部和顶部铁磁层厚度的增加磁电阻比值先增加后缓慢减小。与顶部铁磁层相比,磁电阻比值对底部铁磁层的厚膜粗糙度较大的缘故。杂贔/疌疐/孕現分别为,,,构成的自旋阀,发现,現琋奶搴徒缑孀孕喙厣⑸涠訥比值的贡献依次从大到小变化。诓AС牡咨现票赋隽舜诺缱璞戎翟嘉%的/癈ゲ慷ぴ妥孕Ш磁电阻比值约为サ腜疌疨ゲ慷ぴ妥孕А别是,珻現⑾炙ú隳さ慕猛缌τ胂嘤μ挪愕母飨蛞煨猿J摘要重量大学博士话生
τ幸桓龇逯怠N颐前颜庵密切相关,双层膜的矫顽力随着铁磁层内禀磁各向异性常数的增加而增大。杂谠谀擅淄闯牡咨系膙疶蚉疐ú隳ぃ猛缌υ洞笥柘嘤α薄膜的矫顽力,。另外,纳米网状结构双层膜的矫顽力也强烈依赖于覆盖层的厚度及薄膜的溅射速率,这些都与纳米衬底独特的结构特性有关。摘要复卫Р┦柯郯
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第一章磁电子学绪论备了/,年发现了铁磁晶体的各向异性磁电阻效应”5牵笔辈⑽匆鹑嗣堑墓刈ⅰW源蛹扑慊鱿忠院螅嗣且识到可以利用各向异性磁电阻效应来制作磁盘系统的读出磁头。年,窘庋亩脸龃磐酚糜诖糯希笔辈捎肞薄膜的各向异性磁电阻效应,室温磁电阻效应只有%。’。图甀萨常会属和铁磁金属的能态密度示意图我们知道,在铁磁金属中,由于交换相互作用,电子的能带分成自旋向上和自旋向下子带,导致两个予带在能量上有一个位移,如图所示。因此自旋向上和自旋向下电子在费米面的态密度不同,从而也导致铁磁金属的电子有着独特的与自旋相关的输运特性。在实验上,先是年德国的热嗽谘芯縁疌疐∧ぶ凶孕的光散射时,发现随着的厚度改变,//中两个层存在反铁磁耦合随后年,法国巴黎大学教授小组热擞梅肿邮庋拥姆椒ㄖ情况下,薄膜的电阻值随外加磁场的增加而减小,当外磁场大子后,其电阻值几乎只有未加磁场的一半,如图所示。其物理本质就是出于相邻层的反铁磁耦含在外磁场作用下由反平行到平行引起的磁电阻效应,/多层膜第一章磁电子学绪论董土ゲ┦柯畚
世纪八十年代发现的,但它的物理思想早在三十年代就已被提出,鹋唷的电阻随外加磁场发生变化的大小,较传统的磁各向异性磁电阻大一个数量级以上,称之为巨磁电阻珿вΑ>」苷庖幌窒笫巧年提出了自旋相关散射的思想,和及其他一些人从稀释的二元和三元的铁磁合金的输运特性曾推断出自旋相关散射所导致的电阻率。随后人们在不同的材料上,而且尤其重要的是在磁控溅射设备上获得了高质量的样品,为商业化的大规模生产铺平了道路,其中目前最引人注目的与应用紧密相连的磁电阻材料就是所谓的自旋阀。年,瓺在研究弱耦合的///多层膜巨磁电阻材料时发现了一个有趣的现象,即磁场刚过零场时,电阻突然增大,就像水龙头的阀门拧开一样,这是最初自旋阀名称的出来,这种材料的磁场灵敏度在零场附近极高,比牧洗笠桓鍪级,很快引起了工业界的重视。年居米孕〈鶤材料做硬磁盘磁头,大大提高了信息存储密度。此外,自旋阀还被制成测低磁场下的磁性传感器,广泛应用在汽车工业,航天工业,医疗,自动化控制等领域,目前磁性传感器每年约有亿美元左右的市场。近十年来,由于其巨大的应用价值和深刻的物理内涵,吸引了人们广泛的兴趣,尤其是美国的各大公司,如,