金屬-絕緣體顆粒膜的電輸運特性研究.pdf

1、近年來，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)磁性金屬-絕緣體顆粒膜的霍爾效應(yīng)的反常增大的現(xiàn)象，并將其稱之為巨霍爾效應(yīng)(GHE)。更令人驚訝的是張西祥、劉暉等人在Cu-SiO2非磁性金屬-絕緣體中也發(fā)現(xiàn)了霍爾系數(shù)比金屬銅增加了700倍的現(xiàn)象，這說明巨霍爾效應(yīng)不是磁性金屬-絕緣體顆粒膜的特有現(xiàn)象，巨霍爾效應(yīng)可能與顆粒膜中獨特的次級微結(jié)構(gòu)有關(guān)。然而，顆粒膜是一種無序的復(fù)合材料，其微結(jié)構(gòu)與薄膜成分、薄膜組成、制備溫度、沉積速率等眾多因素相關(guān)，且顆粒膜的微結(jié)構(gòu)無法直接控

2、制，導(dǎo)致顆粒膜中的巨霍爾效應(yīng)再現(xiàn)性較差，缺乏足夠的實驗數(shù)據(jù)證明顆粒膜中巨霍爾效應(yīng)的來源，造成巨霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制尚不清晰。
　　基于以上研究的不足，本論文采用磁控濺射設(shè)備制備了一系列Cu-ZnO、Mo-Al2O3、Co-ZnO金屬-絕緣體顆粒薄膜。在傳統(tǒng)的磁控濺射的基礎(chǔ)上做了改進(jìn):通過提高濺射氣壓以及增大金屬靶到基片的距離(20 cm)，獲得了具有一定尺寸大小的金屬顆粒分布于絕緣體介質(zhì)中的金屬-絕緣體顆粒膜。通過改變?yōu)R射功率控制金

3、屬-絕緣體顆粒膜的金屬體積比，并研究了不同金屬體積比的金屬-絕緣體顆粒膜的電輸運性質(zhì)。
　　(1)在Cu-ZnO以及Mo-Al2O3體系中，都發(fā)現(xiàn)了霍爾系數(shù)顯著增強的現(xiàn)象。采用三維弱局域理論擬合計算出電子退相干長度Lφ的值，并運用P.Sheng等人提出的局域量子干涉理論對其進(jìn)行分析和解釋。
　　(2)在室溫下制備的Co薄膜樣品受到弱局域的影響，致使縱向電阻率在高溫下表現(xiàn)為金屬性，低溫下則表現(xiàn)為隨溫度增加而減小的非金屬性;通過