Ni-SiO2顆粒膜和Ni薄膜中的電子輸運(yùn)性質(zhì)研究.pdf

1、本文采用共濺射的方法在玻璃基底上制備了一系列不同金屬體積分?jǐn)?shù) x(0.48?x?1.00)的Ni-SiO2顆粒膜；采用單靶射頻濺射的方法制備了一系列不同厚度(2.5-100 nm)的Ni薄膜。我們對(duì)這些樣品的微觀結(jié)構(gòu)、磁學(xué)性質(zhì)、反?；魻栃?yīng)、量子效應(yīng)對(duì)縱向電導(dǎo)率、反常霍爾電阻率和電導(dǎo)率修正，以及反常霍爾電阻率ρsxy和縱向電阻率ρxx的關(guān)系進(jìn)行了研究。
　　透射電鏡圖像顯示Ni-SiO2薄膜呈現(xiàn)非常好的納米顆粒結(jié)構(gòu)。對(duì)樣品的?xx

2、的研究表明：當(dāng)x>0.5時(shí)，樣品呈現(xiàn)金屬導(dǎo)電特性；當(dāng)x≤0.5時(shí)，樣品呈現(xiàn)半導(dǎo)體導(dǎo)電特性，根據(jù)電阻溫度系數(shù)判斷樣品的逾滲閾值在x~0.5附近。并且我們?cè)贜i-SiO2顆粒膜中觀察到了巨霍爾效應(yīng)，當(dāng) x減小到逾滲閾值附近時(shí)，反?；魻栂禂?shù)和正常霍爾系數(shù)都增大了兩個(gè)多數(shù)量級(jí)。我們對(duì)反常霍爾標(biāo)度關(guān)系進(jìn)行研究：對(duì)于每個(gè)樣品的ρsxy和ρxx的關(guān)系進(jìn)行分析（溫度為隱含變量），金屬體積分?jǐn)?shù)在0.7以上的樣品滿足標(biāo)度關(guān)系ρsxy∝∠x(chóng)x，即斜散射占主導(dǎo)

3、；而金屬體積分?jǐn)?shù)在0.7以下的樣品中不滿足反?；魻柕臉?biāo)度關(guān)系，這可以用顆粒膜中關(guān)于反常霍爾效應(yīng)的理論來(lái)解釋。此外，我們對(duì)不同金屬體積分?jǐn)?shù)(0.52≤x≤0.78)樣品中載流子濃度n歸一化的ρsxy和ρxx的關(guān)系進(jìn)行研究（金屬體積分?jǐn)?shù)為隱含變量），得到不同溫度時(shí)反常霍爾的標(biāo)度關(guān)系為ρ2xsyln∝ρxx，表明反?；魻栯娏魇菬o(wú)損耗的，Ni-SiO2顆粒膜中的反常霍爾效應(yīng)來(lái)源于內(nèi)稟機(jī)制。
　　對(duì)于不同膜厚(2.5-16 nm)的Ni薄膜

4、的電子輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行研究，低溫時(shí)?xx隨溫度的降低而增加，這種現(xiàn)象是由量子效應(yīng)產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)分析，3-16 nm的樣品中，低溫時(shí)弱局域效應(yīng)對(duì)ρxx、ρsxy和反?；魻栯妼?dǎo)率都存在lnT的修正。我們?cè)诘碗妼?dǎo)率區(qū)域(2.5-16 nm)的樣品中發(fā)現(xiàn)反?；魻栯妼?dǎo)率ρxy和縱向電導(dǎo)率ρxx存在非傳統(tǒng)的標(biāo)度關(guān)系,σxy∝σxx，γ≥1.79，這和統(tǒng)一標(biāo)度理論認(rèn)為在低電導(dǎo)率區(qū)域反常霍爾標(biāo)度關(guān)系應(yīng)該滿足σxy∝σ1.6xy有些偏離。我們知道電子的局域化只