高極化顆粒復合體系的物理性質(zhì)研究.pdf

1、蘇州大學博士學位論文高極化顆粒復合體系的物理性質(zhì)研究姓名：孫華申請學位級別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導教師：李振亞余建華20030501高極化顆粒復合體系的物理性質(zhì)研究摘要是當顆粒偶極矩因子具有較大的差別時，體系中同類顆粒聚集成鏈的傾向明顯增加，使“相分離”現(xiàn)象成為可能。我們的工作不僅對ER流體基態(tài)結(jié)構(gòu)的變化作出了新的理論預測，更為進一步開展有關(guān)的計算模擬工作提供了良好的基礎(chǔ)。27半金屬氧化物顆粒體系的磁輸運性質(zhì)半金屬氧化物顆粒體系中顯著

2、的外稟磁電阻效應使它成為新一代自旋電子器件的候選者之一。然而迄今為止，人們還未對它的內(nèi)在機制和諸多實驗現(xiàn)象形成清晰統(tǒng)一的認識。在本文中，我們以兩種典型的半金屬氧化物顆粒體系——多晶和粉末——為對象，具體的研究內(nèi)容如下(A)實驗結(jié)果與理論分析表明，半金屬氧化物顆粒體系的磁電阻效應主要起源于載流子在磁性顆粒間的自旋極化隧穿。該類材料中普遍存在的磁電阻隨溫度的迅速衰減至今仍是一個令人困惑的問題。我們對比了兩種顆粒體系中的磁阻機制，指出自旋極化

3、輸運過程中諸多因素的影響，如隧穿電子自旋極化率的衰減、其他輸運機制的存在等等，是引起磁電阻溫度效應的主要因素。特別地，我們研究了超細顆粒體系中磁電阻隨溫度的變化。在這些納米尺寸的顆粒體系中，由于大量超細顆粒的存在，必須考慮由庫侖阻塞效應導致的cotunneling機制對磁電阻的顯著影響。我們建立了一個由直接隧穿電導和cotunneling電導組成的網(wǎng)絡(luò)模型，采用有效介質(zhì)理論對該網(wǎng)絡(luò)進行處理，同時還考慮了小尺寸顆粒的超順磁行為對磁電阻的影

4、響。我們的模型不僅可以很好地解釋半金屬氧化物超細顆粒體系的實驗結(jié)果，同時也能應用于普通鐵磁顆粒金屬的情況。(B)在對半金屬氧化物顆粒體系的磁輸運性質(zhì)的早期研究中，顆粒邊界通常被當作一個理想的絕緣層，電子可以直接穿越它發(fā)生隧穿。實際上，顆粒邊界本身的性質(zhì)，如其中局域態(tài)的數(shù)目、顆粒邊界的磁性等，都會對體系中的輸運機制及磁電阻效應產(chǎn)生極大的影響。然而，目前關(guān)于半金屬氧化物顆粒體系中的顆粒邊界與磁電阻效應之間關(guān)系的各種模型，還不能全面地解釋所有