磁性半金屬CrO2的制備、摻雜及性能研究.pdf

1、CrO2在費(fèi)米面附近只有一種自旋取向的電子使其在自旋電子器件中有著廣泛的應(yīng)用前景。但CrO2是熱力學(xué)亞穩(wěn)相，若想將其成功應(yīng)用到器件中仍有很多難題需要攻克。本論文主要通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來(lái)探究摻雜，空位和界面釘扎對(duì)CrO2薄膜各項(xiàng)性能的影響，以便于其能夠更好地應(yīng)用到器件中。論文主要內(nèi)容如下:
　　1、經(jīng)過(guò)多種不同N源的嘗試，發(fā)現(xiàn)在氮?dú)夥諊律L(zhǎng)的薄膜其實(shí)是N摻雜的CrO2薄膜。在氮?dú)夥諊?，薄膜的生長(zhǎng)區(qū)間大幅度擴(kuò)大(從20

2、K的制備區(qū)間擴(kuò)大到了110K)。N濃度可以通過(guò)調(diào)控制備溫度或者輸運(yùn)氣體中O2和N2的比例而發(fā)生改變。N摻雜會(huì)降低CrO2的磁矩，并且隨著N濃度的升高，磁矩顯著下降，而各項(xiàng)異性能和居里溫度卻明顯提高。
　　2、在一定的溫度區(qū)間內(nèi)，當(dāng)輸運(yùn)氣體是N2或者Ar時(shí)可以制備CrO2單晶薄膜。薄膜的表面粗糙度和晶粒取向的優(yōu)良可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸運(yùn)氣體和制備溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在N2氛圍制備的CrO2薄膜實(shí)際上是N摻雜的CrO2薄膜，而Ar氛圍制備的薄