CoAlq3界面的自旋注入

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1、硕士研究生学位论文Co／Alq，界面的自旋注入作者：林立学号：MG0822038导师：吴镝教授南京大学物理系DissertationforMasterDegreeThpininjectiononCo／Alqinterfa·espnlnlection0nO／A101interfacelnAuthor：LinLiSupervisor：Prof．WuDiDepartmentofPhysicsNanjingUniversity摘要IUllIIIIIIIIIIJIIIIIIIIIIIIIIIJIIIllllll

2、III毕业论文题目：鱼丛!啦叠鱼鲍自蕉婆△二!圣⋯373271塑鬈查堑墨专业2QQ昼级硕士生姓名：盎皇1988年在Fe／Cr多层膜中发现巨磁电阻(GiantMagnetoresistance，GMR)效应为自旋电子学的出现标志，至今这一全新学科的应用已经在商业上取得巨大的成功．2004年，人们又在铁磁／有机半导体／铁磁的自旋阀器件中，发现了高达40％的低温磁电阻效应，从而使得自旋输运的研究范围从无机材料拓展到有机材料．有机材料在自旋电子学中的应用有非常广阔的前景，得益于其优良天然属性：自旋一轨道耦合作

3、用和超精细相互作用相比无机物弱很多，从而使得其自旋弛豫时间相对很长，同时其制造成本也相当低廉，于是越来越的研究转向有机自旋电子学．近期的许多研究成果表明，有机／铁磁的界面属性在自旋注入与检测中起到决定性作用，本文着重描述了对有机铁磁界面上电子白旋注入与检测性质的研究成果．我们在传统的铁磁／有杌l／铁磁有机自旋阀结构的基础上，通过添加界面绝缘隧穿势垒的方法，制成铁磁／无机绝缘／有机／铁磁多层膜结构，成功的调制了铁磁与有机层之间的界面，实现界面上电子的隧穿极化输运．实验采用PLD方法制备半金属材料Lao．

4、67Sro．33Mn03(LSMO)作为下电极，通过反射式电子衍射监控，在原子级平整的Srn03(110)单晶衬底上获得了原子级平整的LSMO单晶薄膜．另外通过原位磁控溅射和等离子氧化方法实现A1203薄膜的生长，有效保证其充分氧化和厚度的可控性．还针对生长铁磁上电极的方法进行了改进，主要是通过在真空腔中通入惰性气体，电子束蒸发出的高能Co原子被惰性气体原子多次散射，动能降低后在有机薄膜表面沉积，降低Co原子在有机材料内的扩散从而获得高质量的自旋阀器件．与传统的直接沉积方法相比较，这种气体散射的方法极

5、大的抑制了金属原子对有机半导体的穿透．在LSMOIAl203IAIq3lCo结构的试验中，得到低温下最大8％的负磁电阻，并且发现该体系的磁电阻随器件两端偏压的函数关系明显有别于传统器件的关于零偏压左右对称的现象，它呈现出明显的非对称性，而且在0．7伏偏压下会出现磁电阻符号的反转，即由负磁电阻变为正磁电阻．据此结果推测的这与Co3d电子费密面附近的能态密度相关，这表明本器件中Co3d电子态在自旋极化注入与摘要检测起决定性作用．而另一个早期的LSMO／A1203／Co自旋阀实验中磁电阻随偏压变化的关系没有

6、表现出对零偏压明显的非对称性，表明在这种结构中Co电子的S态的自旋极化率起决定性作用．实验又采用不同的绝缘隧穿势垒材料Srn03进行实验，实验结果得到了可以互相验证的结果．结果表明：在C0和AIq3的接触界面上，载流子的输运有选择性，金属Co中3d电子由于有较大的态密度，有更大的概率注入到有机材料AIq3中，而有机物中输运的自旋极化载流子也容易注入到Co的3d轨道上，从而成功的解释了LSMO／AIq3／Co体系中的负磁电阻机制．THESIS"ThespininjectionpropertiesonCo

7、／AIq3interfaceSPECIALIZATION：CondensedMatterPhysicsPO研-GRADUA]眶：LinLiMEmR：Prof．WUDiTheinvestigationofGmreffectinFe／Crmultilayerin1988indicatedtheemergenceofspintronics，whoseapplicationinthefieldofbusinesshaveachievedhugesuccessuntilnow．Intheyearof2004，p

8、eoplealsofoundthelowtemperaturemagnetoresistance(MR)ashighas40％inferromagnetic／organicsemiconductor／ferromagneticspinvalvedevice．111ematerialofMRpropertiesspreadf吣minorganicfieldstoorganicfields．111eapplicationsoforganicmaterials