Fe-MgO磁性顆粒膜的電磁性質(zhì)研究.pdf

1、由鐵磁金屬納米顆粒分散在氧化物絕緣介質(zhì)中形成的顆粒膜近年來(lái)引起人們極大的研究興趣，其輸運(yùn)特性與鐵磁金屬顆粒大小和顆粒間距有很大的關(guān)系。顆粒薄膜中具有的巨磁電阻效應(yīng)、高頻軟磁性能、巨霍爾效應(yīng)、高矯頑力效應(yīng)等新特性，使其在磁性傳感器件、高密度記錄介質(zhì)、讀出磁頭和磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器等得到廣泛研究，從而使得這種薄膜有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 Fe-MgO顆粒膜采用磁控濺射系統(tǒng)交替濺射法制各，通過(guò)調(diào)整濺射功率以控制沉積速率，再通過(guò)控制濺射

2、時(shí)間可以控制每個(gè)周期中Fe和MgO單層的沉積厚度，所有樣品中，F(xiàn)e和MgO的單層厚度小于1nm。由于Fe和MgO表面能的差異可以得到粒徑分布相對(duì)較窄的周期性的顆粒膜，可以認(rèn)為這是一種自組織生長(zhǎng)的顆粒膜。這種粒徑分布相對(duì)單一的顆粒膜對(duì)研究粒徑對(duì)輸運(yùn)特性包括磁電阻的影響有重要的意義。據(jù)我們所知，目前還沒有人用這種方法來(lái)研究Fe-MgO顆粒膜的巨磁電阻效應(yīng)。我們對(duì)這種粒徑分布均勻的顆粒膜進(jìn)行了從低溫到室溫的輸運(yùn)特性特別是巨磁電阻效應(yīng)做了研究，

3、內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面：
　　 (1)采用磁控交替濺射Fe和MgO納米薄膜的方法在玻璃襯底上制備了一系列含F(xiàn)e體積分?jǐn)?shù)νFe不同，粒徑分布相對(duì)較窄的顆粒膜，用XPS進(jìn)行成分測(cè)定。
　　 (2)做了磁電阻和電阻率隨溫度的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)磁電阻隨著電阻率的增大先增大后減小。當(dāng)樣品電阻率處在2×106～4×106μΩ·cm時(shí)，樣品的磁電阻達(dá)最大，且均未達(dá)到飽和。樣品(B)νFe=40.1％ρ=4.64×106μΩ·cm室溫下MR最

4、大達(dá)到0.58％，15K時(shí)達(dá)到0.74％。
　　 (3)采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)對(duì)樣品的磁性質(zhì)進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)其遵循朗之萬(wàn)函數(shù)，具有超順磁性。
　　 (4)本實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)e-MgO顆粒膜顆粒的大小和分布比較均勻，與共濺射的顆粒膜不一樣，其導(dǎo)電機(jī)制不符合lnp∝T-n規(guī)律，而符合p～exp(T0/T)1/4，，樣品的νFe都在逾滲閾值以下，從而可以間接證實(shí)了該樣品中顆粒分布比較均勻。
　　 (5)分析了不同的樣品從室溫到低