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文檔簡介
1、對于顆粒膜的研究是近年來人們關注的熱點之一,是由于其在信息技術的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。人們對于顆粒膜中非磁性材料的選擇,主要是非磁性的金屬基體或是非磁性的絕緣體。對于鐵磁性金屬和半導體材料組成的顆粒膜體系研究的不少,同時對其輸運機制仍存在爭議。因此,本文選用半導體ZnO作為非磁性基底,利用JGP560CC型三室超高真空多功能濺射儀在玻璃基片上制備了不同ZnO厚度和不同壓強下的Co/ZnO顆粒膜,利用X射線衍射儀和透射電鏡對樣品的結構
2、進行表征;利用振動樣品磁強計和超導量子干涉儀對薄膜的磁學性質(zhì)進行測量;利用標準四探針法對薄膜的電學性質(zhì)進行測量。
首先,我們在不同濺射壓強下制備了相同標定厚度的Co/ZnO薄膜,發(fā)現(xiàn)所有薄膜具有相似的結構,形成了磁性納米顆粒包裹在半導體基質(zhì)中的顆粒膜結構。隨著濺射氣壓的增加,薄膜的磁性由鐵磁性轉變?yōu)槌槾判浴1∧ご判缘倪@種很大差異,與薄膜中載流子濃度有關,載流子濃度越大,磁性顆粒間的耦合作用越強,越容易表現(xiàn)出鐵磁特性。薄膜
3、的電阻對數(shù)lnR與T-1/2基本為線性關系,表明薄膜的磁電阻主要來自于電子的自旋相關隧穿。
其次,在此研究基礎上,我們在0.8Pa的濺射壓強下通過固定Co層的厚度,改變ZnO的厚度制備了一系列Co/ZnO顆粒膜。通過XRD分析得到,隨著ZnO厚度的增加,薄膜由非晶態(tài)轉變?yōu)榫B(tài)結構;從TEM圖片可以看出,薄膜形成的是典型的顆粒膜結構。所有薄膜在室溫下都表現(xiàn)為超順磁性,隨著ZnO厚度的增加,Ms由249emu/cm3減小到13
4、emu/cm3,說明薄膜中的金屬顆粒在不斷減小。隨著非磁性層ZnO厚度的增加,薄膜的磁電阻值基本呈現(xiàn)減小的趨勢,主要是由于Co顆粒間距的增加影響了電子的自旋相關隧穿,且顆粒尺寸的減小,使得薄膜磁電阻不易達到飽和狀態(tài)。從電阻值與磁電阻的關系看出,其有一定的規(guī)律性,且磁電阻似乎存在一極值約為-11%。
再次,我們首次研究了薄膜的周期數(shù)對相同標定厚度Co/ZnO薄膜磁性和磁電阻效應的影響。結果發(fā)現(xiàn),薄膜均表現(xiàn)為超順磁性,隨著濺射
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