外延单晶四氧化三铁薄膜磁输运的研究

《外延单晶四氧化三铁薄膜磁输运的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据摘要⋯一⋯⋯一一一一目录Abstract～一⋯⋯一⋯一一一一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯一iii第——章首订言⋯一⋯～一一⋯一⋯一～一⋯一⋯一一一～一一1第二章实验设备一一～一～一～～一§2．1带4备薄膜样品的设备一一⋯一一⋯一一一§2．2反射式高能电子衍射一§2．3原子力显微镜§2．4x射线衍射原理⋯一⋯§2．5扫描电子显微镜原理一～8§2．6表面磁光kerr效应⋯一⋯一一～一一⋯⋯一§2．7旋转磁场磁光克尔效应～⋯一⋯～～一一一一§2．8综合物性测量系统～第三章Fe。0；薄膜的制备、表征和礅

2、生测量§3．1错0备Fe。0。薄膜

3、～⋯一§3．2AFM测定薄膜表面平整度一一⋯⋯一1013～一14——————------16————————————————————·————·—-——————————21--——————————————————————————————————--22§3．3XRD分析Fe。0。薄膜结构⋯一⋯⋯一⋯～～一一⋯一⋯～一23§3．4电阻率I钲i温度的至巨化一⋯一⋯一⋯⋯⋯⋯一～一⋯一～24§3．5SEM观测Fe。0。薄膜横截面§3．6Fe。0。薄膜磁性与磁各向异性一～一～⋯⋯⋯⋯一⋯⋯一⋯26§3．7_、结一⋯一～一⋯⋯一⋯一～⋯第四章

4、Fe。0。薄膜的磁输运i贝9量⋯⋯⋯⋯一⋯一⋯一一§4．2磁电阻率比率随温度的变化关系一——————28---3030§4．3反常Hall电阻率随温度的变化关系一一～⋯～一一一～⋯一32§4．4各项异性磁电阻率和面内Hall效应⋯⋯⋯～一⋯～一⋯⋯⋯35§4．5现象学模型解释⋯一⋯～⋯～一～⋯⋯一一⋯⋯～⋯～39§4．6各向异性磁电阻中四度对称性起源探索⋯⋯～一一～⋯～⋯⋯一42§4．7／J、结⋯⋯⋯一⋯⋯⋯一～⋯⋯一⋯⋯一一一一一一⋯⋯～一一46至殳谓十一一一～一一一一～⋯一⋯一一～一⋯⋯～一⋯⋯一一～一一一一50万方数据摘要四氧

5、化三铁(Fe。04)具有半金属性，是一种非常重要的3d过渡金属氧化物。在低于居里温度(～850K)时，表现出亚铁磁有序。当温度降低到120k附近时，Fe304出现金属绝缘体转变，伴随着电导率两个数量级的变化，使得Fe。0。成为自旋电子学应用方面很有用的材料。而在氧化镁上外延生长四氧化三铁自然地会出现反相边界(APB)，这种反相边界引起的自旋散射增强了磁电阻效应，薄膜材料中各项异性磁电阻和面内Hall效应等方面的高低电阻态在自旋电子学方面的应用(比如MRAM等)具有重要的意义。我们在氧化镁单晶衬底上生长制备单晶薄膜四氧化三铁，并利用R

6、HEED、AFM、XRD、SEM等技术手段证实我们制各界面分明、厚度均匀、表面平整的高质量的外延单晶薄膜，同时也进行了磁性的测量。我们利用PPMS对样品测量了在磁场垂直与膜面时的磁电阻率和反常Hall电阻率，并测量了磁场在膜面内转动时的各项异性磁电阻(AMR)和面内Hall效应(PHE)，并从现象学模型对AMR和PHE的对称性给出分析，对AMR中出现的四度对称性进行了讨论，并阐明这种现象的物理起源并不是四氧化三铁薄膜中的反相边界引起的，我们认为是晶体结构自身的四度对称性导致了AMR中出现的四度对称。关键词：Fe。0。薄膜电阻率各项异

7、性磁电阻面内Hall效应万方数据AbstractMagnetite，Fe304，isoneoftheimportant3dtransition—metaloxidesduetoitshalfmetallicnature．Fe304isferrimagneticallyorderedbelowtheCurietemperature(--850K)Fe304presentametal-insulatortransitionataround120k，withachangeinconductivityby2ordersofmagnitude

8、，SOFe304isviewedaSapotentiallyinterestingmaterialforspintronicapplications．Fe304filmsgrowonMgOtemplateswithaninnateohtcomeofantiphaseboundariesinthegrowthprocess．TheseAPBsleadtoenhancetheMagnetoresistanceduetoaddifionalspinscattering．TheresistivityofanisotropicMagnetor

9、esistanceandPlanarHalleffectinmagneticmaterialsisofboardapplicationprospectsinthespintronicapplicationsuchasMRAMFe304