厚度和微觀結(jié)構(gòu)對(duì)鈣鈦礦錳氧化物pr(sr0.1ca0.9)2mn2o7薄膜交換偏置效應(yīng)的影響

1、中圖分類號(hào)：0469UDC：530密級(jí)：t口與DC：學(xué)校代碼：訝I(yíng)芒解為尤孥碩士學(xué)位論文(學(xué)歷碩士)公開(kāi)10094厚度和微觀結(jié)構(gòu)對(duì)鈣鈦礦錳氧化物Pr(Sr01Ca09)2Mn207薄膜交換偏置效應(yīng)的影響EffectionofThicknessandMicrostructureonExchangeBiasinPerovskiteManganeseOxidesPr(Sro1Cao9)2Mn207Film研究生姓名：彭勃導(dǎo)教師：趙旭副教授科專

2、業(yè)：凝聚態(tài)物理究方向：磁性薄膜論文開(kāi)題日期：2015年9月3日指學(xué)研摘要混合價(jià)態(tài)鈣鈦礦錳氧化物作為一種典型的強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系，由于其自旋、電荷、晶格和軌道之間的耦合作用，在該體系材料中產(chǎn)生了相分離與交換偏置效應(yīng)等物理特性。交換偏置效應(yīng)是在材料的磁滯回線偏離了中心位置現(xiàn)象的基礎(chǔ)上提出的，廣泛地存在于眾多的鐵磁與反鐵磁耦合的材料中。目前，由于其在讀出磁頭、非易失型存儲(chǔ)器與各種探測(cè)器等方面的應(yīng)用已經(jīng)被廣泛地研究。而雙層鈣鈦礦錳氧化物Pr(Sro

3、1Cao9)2Mn207(PSCMO)在低溫下由于電荷／軌道有序而產(chǎn)生了明顯的相分離，其薄膜材料的厚度與微觀結(jié)構(gòu)的變化也會(huì)對(duì)其交換偏置效應(yīng)產(chǎn)生一定的影響。本文采用脈沖激光沉積技術(shù)，在Pt／Ti／Si02／Si基片上制備了雙層鈣鈦礦錳氧化物PSCMO薄膜，并對(duì)其交換偏置效應(yīng)進(jìn)行了研究，本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)部分：(1)厚度對(duì)PSCMO薄膜交換偏置效應(yīng)的影響采用脈沖激光沉積技術(shù)，在Pt／Ti／Si02／Si基片上制備了一系列不同厚度

4、(72nm940nm)的雙層鈣鈦礦錳氧化物PSCMO薄膜，通過(guò)掃描電子顯微鏡的研究發(fā)現(xiàn)，該系列薄膜的表面形貌均為均勻的三角形晶粒，在不同厚度的薄膜樣品中均產(chǎn)生了磁交換偏置效應(yīng)，在厚度為72nm一720nm的樣品中，薄膜的磁交換偏置效應(yīng)隨著薄膜厚度的增加而增加；而在厚度為720nm940nm的樣品中，薄膜的磁交換偏置效應(yīng)隨著薄膜厚度的增加而減少，在厚度為720nm的材料中，交換偏置效應(yīng)達(dá)到最大。對(duì)該系列薄膜的磁性成分分析表明，隨著薄膜厚度

5、的不同，材料中的鐵磁相與反鐵磁相的成分變化是產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因。在厚度為720nm的薄膜材料中，其交換偏置效應(yīng)隨著冷卻場(chǎng)的增加而逐漸增加，在溫度5K、70000e冷卻場(chǎng)下，其垂直交換偏置為136x10一emu／cm2，水平交換偏置為一1600e。而在固定的冷卻場(chǎng)下，其交換偏置效應(yīng)隨著溫度的升高而逐漸降低；當(dāng)溫度達(dá)到28K時(shí)，交換偏置效應(yīng)消失。該溫度與薄膜的阻滯溫度一致，說(shuō)明低溫下的交換偏置效應(yīng)來(lái)源于相分離帶來(lái)的鐵磁相與反鐵磁相之間的