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文檔簡(jiǎn)介
1、對(duì)于顆粒膜的研究是近年來(lái)人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一,是由于其在信息技術(shù)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。人們對(duì)于顆粒膜中非磁性材料的選擇,主要是非磁性的金屬基體或是非磁性的絕緣體。對(duì)于鐵磁性金屬和半導(dǎo)體材料組成的顆粒膜體系研究的不少,同時(shí)對(duì)其輸運(yùn)機(jī)制仍存在爭(zhēng)議。因此,本文選用半導(dǎo)體ZnO作為非磁性基底,利用JGP560CC型三室超高真空多功能濺射儀在玻璃基片上制備了不同ZnO厚度和不同壓強(qiáng)下的Co/ZnO顆粒膜,利用X射線衍射儀和透射電鏡對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)
2、進(jìn)行表征;利用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)和超導(dǎo)量子干涉儀對(duì)薄膜的磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量;利用標(biāo)準(zhǔn)四探針?lè)▽?duì)薄膜的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。
首先,我們?cè)诓煌瑸R射壓強(qiáng)下制備了相同標(biāo)定厚度的Co/ZnO薄膜,發(fā)現(xiàn)所有薄膜具有相似的結(jié)構(gòu),形成了磁性納米顆粒包裹在半導(dǎo)體基質(zhì)中的顆粒膜結(jié)構(gòu)。隨著濺射氣壓的增加,薄膜的磁性由鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)槌槾判浴1∧ご判缘倪@種很大差異,與薄膜中載流子濃度有關(guān),載流子濃度越大,磁性顆粒間的耦合作用越強(qiáng),越容易表現(xiàn)出鐵磁特性。薄膜
3、的電阻對(duì)數(shù)lnR與T-1/2基本為線性關(guān)系,表明薄膜的磁電阻主要來(lái)自于電子的自旋相關(guān)隧穿。
其次,在此研究基礎(chǔ)上,我們?cè)?.8Pa的濺射壓強(qiáng)下通過(guò)固定Co層的厚度,改變ZnO的厚度制備了一系列Co/ZnO顆粒膜。通過(guò)XRD分析得到,隨著ZnO厚度的增加,薄膜由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)結(jié)構(gòu);從TEM圖片可以看出,薄膜形成的是典型的顆粒膜結(jié)構(gòu)。所有薄膜在室溫下都表現(xiàn)為超順磁性,隨著ZnO厚度的增加,Ms由249emu/cm3減小到13
4、emu/cm3,說(shuō)明薄膜中的金屬顆粒在不斷減小。隨著非磁性層ZnO厚度的增加,薄膜的磁電阻值基本呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),主要是由于Co顆粒間距的增加影響了電子的自旋相關(guān)隧穿,且顆粒尺寸的減小,使得薄膜磁電阻不易達(dá)到飽和狀態(tài)。從電阻值與磁電阻的關(guān)系看出,其有一定的規(guī)律性,且磁電阻似乎存在一極值約為-11%。
再次,我們首次研究了薄膜的周期數(shù)對(duì)相同標(biāo)定厚度Co/ZnO薄膜磁性和磁電阻效應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),薄膜均表現(xiàn)為超順磁性,隨著濺射
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