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界面掺杂对磁电阻的影响及Co/NiO/Cu/Co结构中的异常磁光克尔效应研究

作　者: 赵遵成
导　师: 夏宇兴；王辉
学　校: 上海交通大学
专　业: 光学
关键词: 巨磁电阻自旋阀纳米氮化层界面掺杂反常磁电阻磁滞回线磁光克尔效应
分类号: O482.5
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

巨磁电阻于1988年一经发现,就由于其巨大的应用价值,立刻掀起了全球性的研究热潮。目前巨磁电阻效应已经被广泛应用于各种工业传感器、计算机读出磁头、电路隔离器和磁电阻型随机存储器中,虽然巨磁电阻器件在这些应用领域取得了巨大成功,但仍有一些研究空白亟待完善和加强。现有研究表明:巨磁电阻主要是由传导电子的自旋相关散射引起的,和材料的界面状况密切有关。改变材料的界面状况来影响其磁电阻特性是一种重要的研究手段,这种方法目前已经在界面掺杂纯金属和纳米氧化物层方面取得重要进展,本文作为这方面的一个补充,首次尝试在Cu/Co/Cu/Co/Cu和NiO/Co/Cu/Co/Cu结构中,用纳米氮化物层剪裁材料的界面状况,获得了一些新的实验结果。(a)纳米氮化物界面掺杂对赝自旋阀Cu/Co/Cu/Co/Cu磁电阻的影响:1)当在三明治Co/Cu/Co一个内界面掺杂时,由于纳米氮化层界面掺杂改变了界面散射的自旋相关性质,使其与Co层体散射的自旋相关性相反,导致反常磁电阻现象的出现;当在三明治Co/Cu/Co两个内界面同时掺杂时,两掺杂界面不同的微结构造成了反常磁电阻现象。通过小角X射线反射研究了Co/Cu/Co两内界面在掺杂前的结构,表明以上两不同界面掺杂微结构确实不同。2)在三明治外界面掺杂时,由于掺杂界面不是赝自旋阀Cu/Co/Cu/Co/Cu的核心界面,所以,它只降低了正常磁电阻,而不能把正常磁电阻改变为反常磁电阻。3)用半经典玻尔兹曼(Boltzmann)输运理论计算了磁电阻与界面自旋相关散射的关系。研究表明:在三明治Co/Cu/Co中,当内界面散射自旋

全文目录

摘要  3-6
ABSTRACT  6-10
第一章综述  10-47
  1.1 引言  10-12
  1.2 磁电阻及巨磁电阻  12-28
  1.3 巨磁电阻的的物理机制  28-32
  1.4 巨磁电阻的应用  32-41
  1.5 本论文的主要研究内容和结构  41-47
第二章样品制备、测试、分析方法  47-64
  2.1 溅射及实验准备  47-52
  2.2 物性测量方法  52-57
  2.3 结构、形貌分析方法  57-61
  2.4 元素成分分析方法  61-64
第三章巨磁电阻输运理论  64-74
  3.1 磁电阻的半经典 Boltzmann 输运模型  64-69
  3.2 磁电阻的量子力学输运模型  69-74
第四章界面掺杂纳米氮化物对 Cu/Co/Cu/Co/Cu 磁电阻的影响  74-93
  4.1 铁磁层体内和界面散射的自旋相关性  74-79
  4.2 界面掺杂对磁电阻的影响  79-80
  4.3 纳米氮化物界面掺杂对赝自旋阀 Co/Cu/Co 磁电阻的影响  80-86
  4.4 半经典 Boltzmann 输运理论对反常磁电阻的解释  86-90
  4.5 本章小结  90-93
第五章界面掺杂纳米氮化物对 Co/NiO/Co/Cu/Co/Cu 磁电阻的影响  93-111
  5.1 交换偏置型自旋阀中的反铁磁材料  93-98
  5.2 纳米氮化物界面掺杂对 NiO/Co/Cu/Co 磁电阻的影响  98-108
  5.3 本章小结  108-111
第六章 Co/NiO/Cu/Co/Cu 结构中的异常磁光克尔效应  111-129
  6.1 磁光效应机理  111-112
  6.2 金属磁性多层膜中的磁光克尔效应理论  112-115
  6.3 Co/NiO/Cu/Co/Cu 系统中的异常磁光克尔效应  115-126
  6.4 本章小结  126-129
第七章总结与展望  129-132
  7.1 本论文的主要工作  129-131
  7.2 本文的创新点  131
  7.3 工作展望  131-132
中、英文对照  132-136
攻读博士学位期间完成的学术论文  136-137
致谢  137-139

界面掺杂对磁电阻的影响及Co/NiO/Cu/Co结构中的异常磁光克尔效应研究

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