磁性復(fù)合有機(jī)納米顆粒膜中的磁電阻效應(yīng).pdf

1、最近幾年以來,人們對自旋電子學(xué)的研究已由無機(jī)材料領(lǐng)域擴(kuò)展到有機(jī)材料領(lǐng)域?；谟袡C(jī)半導(dǎo)體材料的有機(jī)自旋電子學(xué)引起了人們的濃厚興趣,并出現(xiàn)了很多有價(jià)值的成果。目前已實(shí)現(xiàn)有機(jī)半導(dǎo)體中的自旋注入和輸運(yùn),由于其較長的自旋相干長度,而有望有著更廣泛的應(yīng)用。另一方面,顆粒膜作為一種人工功能材料,可以通過組分和微結(jié)構(gòu)來調(diào)控其物理性質(zhì),并且無機(jī)磁性顆粒膜的磁電阻效應(yīng)已被深入而廣泛的研究。
　　 在本文中,我們擬將小分子有機(jī)半導(dǎo)體引入磁性顆粒膜中,

2、對磁性有機(jī)半導(dǎo)體納米顆粒膜的微結(jié)構(gòu)、磁性和輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究,以望在新的體系中發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象。
　　 本論文的主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新之處歸納如下:
　　 第一,磁性有機(jī)納米顆粒膜Cox(TPD)1-x磁電阻效應(yīng)的研究。
　　 1,對不同組分的Cox(TPD)1-x磁性有機(jī)半導(dǎo)體顆粒膜的微結(jié)構(gòu)和磁性進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)其具有典型的顆粒膜特征,大小為2-5nm的磁性金屬顆粒鑲嵌在TPD基底中,并隨著磁性組分的增加,金屬顆粒之

3、間間距減小,并逐漸形成金屬網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),磁性也從超順磁性向鐵磁性轉(zhuǎn)變,并逐漸表現(xiàn)出各向異性特征。
　　 2,對Co0.36(TPD)0.64顆粒膜樣品進(jìn)行了不同溫度下的磁電阻效應(yīng)研究,發(fā)現(xiàn)其存在負(fù)磁電阻效應(yīng)。此外,隨著溫度的降低,電阻率和磁電阻效應(yīng)單調(diào)增加。我們還對不同組分的Cox(TPD)1-x磁性有機(jī)半導(dǎo)體顆粒膜進(jìn)行了研究,同樣發(fā)現(xiàn)存在這一現(xiàn)象,但不同組分的現(xiàn)象有所差異。結(jié)合微結(jié)構(gòu)、磁性和輸運(yùn)性質(zhì)的分析,我們認(rèn)為這來自于組分不

4、同所帶來的微結(jié)構(gòu)的變化,且負(fù)磁電阻來自于隧穿磁電阻。
　　 第二,基于Si襯底的Co-Alq3磁性有機(jī)納米顆粒膜中磁電阻轉(zhuǎn)變的研究。
　　 1,我們采用熱蒸發(fā)的方法將Co0.38(Alq3)0.62顆粒膜沉積在自然氧化的硅襯底(p=70Ω-cm,N型)上,形成Co-Alq3/SiO2/Si結(jié)構(gòu)的復(fù)合樣品。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該樣品在低溫下存在負(fù)的磁電阻,而在200K以上存在正磁電阻。
　　 2,我們通過低溫和高溫下輸運(yùn)行為的

5、研究,發(fā)現(xiàn)正負(fù)磁電阻效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制:負(fù)磁電阻來自于磁性有機(jī)半導(dǎo)體顆粒膜中的隧穿磁電阻,而正磁電阻則來自于硅片中洛侖茲力引起的正常磁電阻。
　　 3,我們選擇電阻率不同的硅襯底,沉積Co0.46(Alq3)0.54顆粒膜樣品進(jìn)行對比研究,我們給出了該體系中載流子傳輸?shù)暮喕Ｐ?利用這一模型解釋了正負(fù)磁電阻效應(yīng)的轉(zhuǎn)變機(jī)制。并進(jìn)一步對Cox(Alq3)1-x(ρ=70Ω-cm的Si片為襯底)樣品中不同磁性金屬組分x對磁電阻效應(yīng)和輸運(yùn)行