Fe-In-Fe三層薄膜磁電阻效應(yīng)的研究.pdf

1、電子是電荷的載體，同時(shí)又是自旋的載體。利用電子“電荷”實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體技術(shù)的革命，而利用電子“自旋”正在實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)領(lǐng)域的新一次革命。隨著巨磁電阻磁頭、磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器(MRAM)、自旋晶體管等自旋電子器件在重大基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)上的突破，自旋電子學(xué)的理論和應(yīng)用研究成為當(dāng)前電子學(xué)與信息技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。 兩個(gè)磁性層被一個(gè)非磁性層隔開(kāi)而成的“鐵磁層/非磁層/鐵磁層”磁三明治結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)自旋電子器件最核心的組件。當(dāng)前，盡管人們已經(jīng)在許多種金

2、屬磁性三明治結(jié)構(gòu)的薄膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)，但是探求新的體系的GMR效應(yīng)，不僅具有重要的理論意義還具有很重要的應(yīng)用價(jià)值。 本論文簡(jiǎn)單介紹了磁電阻效應(yīng)的研究進(jìn)展和理論機(jī)制，分析了幾種常見(jiàn)的巨磁電阻效應(yīng)系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上介紹制備及表征系列Fe/In/Fe三層薄膜樣品的原理、設(shè)備、方法、過(guò)程。圍繞Fe/In/Fe三層薄膜系統(tǒng)中電傳導(dǎo)機(jī)制和磁性進(jìn)行了分析和討論，結(jié)果包括以下幾個(gè)方面： (1)、在室溫下通過(guò)磁控濺射In和離子束濺射F

3、e，在玻璃基片上制作了一系列的Fe/In/Fe三層膜樣品。 (2)、樣品中存在巨磁電阻效應(yīng)和各向異性磁電阻效應(yīng)。Fe(12.0 nm)/In(1.05nm)/Fe(12.0 nm)樣品中在20 K下巨磁電阻值為0.38％，巨磁電阻效應(yīng)主要來(lái)源于相鄰鐵磁層之間的反鐵磁耦合。 (3)、樣品的MR有高場(chǎng)部分和低場(chǎng)部分組成，高場(chǎng)部分MR來(lái)自于相鄰Fe層耦合的自旋相關(guān)散射的貢獻(xiàn)，高場(chǎng)部分MR由Fe/In界面處Fe團(tuán)簇顆粒的類(lèi)超順磁