硅基p-n結磁電阻特性研究.pdf

1、半導體中的磁電阻效應不僅在低磁場下具有與巨磁電阻效應相媲美的磁敏感性，在強磁場下也具有線性磁電阻效應，因而受到了科研工作者的廣泛關注?；诠璨牧暇哂胸S富的資源，低廉的成本，成熟的工藝以及長自旋相干的材料特性，并結合p-n結磁電阻效應在磁傳感器、磁邏輯、磁存儲等領域的潛在應用，硅基p-n結磁電阻特性成為新的研究課題。因此，本文對硅基p-n結的磁電阻特性開展研究，探討磁場對p-n結空間電荷區(qū)的影響以及空間電荷區(qū)寬度對p-n結磁電阻特性的影響

2、，并對現(xiàn)有計算磁電阻比的理論模型進行優(yōu)化，同時提出調節(jié)磁電阻的兩種方法并對其原理進行討論。
　　針對平面型p-n結，研究其在正偏情況下，空間電荷區(qū)形狀隨磁場的變化情況以及變化原因，探討空間電荷區(qū)形狀變化對磁電阻造成的影響，并對現(xiàn)有計算磁電阻比的理論模型進行優(yōu)化并給出對比結果。針對p-i-n結，通過控制i區(qū)寬度來控制空間電荷區(qū)的寬度，進而研究空間電荷區(qū)寬度對磁電阻的影響，并從器件物理角度，系統(tǒng)研究零磁場下，p-i-n結電流隨i區(qū)寬度

3、變化的非單調性規(guī)律。
　　為實現(xiàn)對磁電阻的調控，本文提出類MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）器件——MOS柵型p-n結，并研究其磁電阻特性。根據(jù)氧化層是否發(fā)生隧穿，采用兩種機制調節(jié)磁電阻。一種是在未發(fā)生隧穿情況下，通過改變柵壓來改變載流子的濃度分布，從而改變磁電阻；另一種是利用隧穿效應，通過改變磁場方向以及柵壓大小，來調節(jié)磁電阻。這兩種方法都能有效的調節(jié)磁電阻，并且磁電阻對磁場極性也非常敏感。同時本文也探討了MOS柵