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1、中文摘要第一章A b s t r a c t英文摘要目錄第二章緒論第1 節(jié)反?;魻栃? .1 . 能帶相關(guān)的本征機制.......1 .2 . 散射相關(guān)的非本征機制......1 .3 . 實驗上的重要進展與發(fā)展趨勢..第2 節(jié)自旋霍爾效應...........,.第3 節(jié)總結(jié).................第三章單晶鈷( 0 0 1 ) 薄膜的反?;魻栃芯康? 節(jié)實驗方法簡介.............
2、..第2 節(jié)鈷( 0 0 1 ) 薄膜反?;魻栃獦硕嚷恃芯浚? 節(jié)低溫下對于反?;魻柷‘敇硕嚷实钠x..第4 節(jié)總結(jié)...................第四章單晶鈷( 1 1 1 ) 薄膜的反常霍爾效應研究第1 節(jié)C o ( i n ) 薄膜的生長與結(jié)構(gòu)表征................第2 節(jié)實驗數(shù)據(jù)與討論....,...................第3 節(jié)總結(jié)......第五章多晶鉍薄膜中的反自旋霍爾效應研究第1 節(jié)基
3、于鐵磁共振的自旋注入.....第2 節(jié)利用自旋泵浦測量反自旋霍爾效應第3 節(jié)實驗數(shù)據(jù)與討論..........第4 節(jié)總結(jié)......,.............13355689 塢坫均珀孔筋凹缸孔甜鵑姐姐“們n摘要隨著電子學器件的不斷升級換代,由于器件尺寸的不斷變小而逼近量子尺度,隧穿造成的漏電與高集成度導致的發(fā)熱效應成為進一步發(fā)展的本質(zhì)困難。為了應對這一困難,人們開始挖掘電子自旋這一之前在器件研發(fā)中被忽略的物理量的應用潛力,試圖在集
4、成電路中用自旋流代替電子流來進行運算。以自旋的研究與調(diào)控為中心發(fā)展出了一個新興的學科:自旋電子學。在自旋電子學研究中,自旋流與電流的相互轉(zhuǎn)化是最重要的核心問題之一,因為自旋流必須實現(xiàn)電探測,才能與現(xiàn)有的集成電路進行整合。.在導體或者半導體中,自旋流會由于存在自旋軌道耦合,通過能帶相關(guān)的本征機制、或者散射相關(guān)的非本征機制轉(zhuǎn)化為電流,利用這種效應可以較為簡單地實現(xiàn)自旋流的探測。這種自旋流轉(zhuǎn)化為電流的現(xiàn)象在鐵磁體中表現(xiàn)為磁矩相關(guān)的反?;魻栃?/p>
5、,在非磁系統(tǒng)中表現(xiàn)為反自旋霍爾效應。我在博士期間選擇了鐵磁金屬鈷的單晶薄膜與非磁金屬鉍的多晶薄膜這兩個體系,分別研究了反?;魻栃c反自旋霍爾效應,具體內(nèi)容如下:1 .通過分子束外延的生長手段,在M g O ( 0 0 1 ) 襯底的上得至d f c cC o ( 0 0 1 ) 單晶薄膜。利用膜厚對薄膜樣品的剩余電阻率進行了連續(xù)調(diào)節(jié),研究了反?;魻栯娮杪逝c縱向電阻的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)反?;魻栃男袨榕c先前單晶鐵薄膜中的結(jié)果類似,確定了本征反
6、常霍爾電導率的數(shù)值。2 .通過分子束外延在M g O ( n 1 ) _ k 重r 接生長得蛩J f c oC o ( 1 1 1 ) 單晶薄膜,并對不同厚度的樣品做反?;魻栃妮斶\測量。實驗發(fā)現(xiàn)先前在F e ( 0 0 1 ) 、C o ( 0 0 1 ) 體系中發(fā)現(xiàn)并驗證的反?;魻栃獦硕嚷?,在C o ( m ) 體系中只能對[ 5K ,6 0K l m r Z N 數(shù)據(jù)有效描述,在更高溫度區(qū)間內(nèi)反?;魻栯妼视邢到y(tǒng)性的偏離。這種
7、偏離在越低厚度的樣品中越顯著,而且隨著溫度增加而增加,有可能來源于高溫熱激發(fā)引起的非本征效應。3 .在熱氧化生成S i 0 2 表面,通過高真空熱蒸發(fā)制作了鐵鎳/鉍多晶雙層膜。利用微波激發(fā)鐵鎳層的鐵磁共振對鉍層進行自旋注入,同時用導線連接鉍膜測量反自旋霍爾效應。通過改變鉍層的厚度,得到反自旋霍爾效應電流隨著鉍膜增層厚而減小,并不符合理論模型的預期。我們在鐵鎳與鉍之間假設(shè)存在一層界面層,基于三層膜模型解析計算了自旋霍爾效應電流的表達式,較
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