半金屬顆粒復合體系中磁輸運的研究.pdf

1、半金屬氧化物由于重要的理論價值和廣泛的應用前景而倍受關注。在半金屬氧化物的多晶、冷壓粉末以及其它材料的復合物等顆粒體系中，均發(fā)現(xiàn)外磁場導致電阻顯著下降的普遍現(xiàn)象，這固然與材料的內稟性質是密不可分的，但其顆粒邊界同樣起了至關重要的作用，這種外稟磁電阻效應與穿越顆粒邊界的輸運過程密切相關。由于顆粒邊界性質(顆粒邊界的電磁性質、顆粒邊界中的局域態(tài)、顆粒邊界的厚度和粗糙度等)的差異，導致了復雜多變的磁電阻行為。然而，目前已經建立的各種理論模型還

2、不能對顆粒間的輸運過程做出全面的描述，所以確定顆粒邊界中占主導地位的輸運機制及其對宏觀輸運行為的貢獻以及外稟效應占主導地位時內稟特性對磁輸運的影響是當前相關研究的一個重點內容之一。 本文對半金屬氧化物顆粒復合體系的磁輸運的研究主要集中在： 1．剩磁對磁電阻影響的研究。以冷壓二氧化鉻粉末為研究對象，考慮到二氧化鉻粉末顆粒表面存在一層三氧化二鉻，隨著退火時間的增加，三氧化二鉻層厚度也相應增加，相鄰顆粒間的絕緣性越來越好，我們

3、認為相鄰二顆粒構成納米尺度的“自旋閥”，顆粒間的電子輸運為彈性直接隧穿；同時，由于絕緣層中存在局域態(tài)，電子除了可以直接隧穿外，還可以沿著絕緣層中的局域態(tài)鏈進行非彈性隧穿。我們采用雙通道模型，一個是與自旋相關的彈性直接隧穿通道，另一個是與自旋無關的高階非彈性隧穿通道。首次提出剩磁對磁電阻的影響，即剩磁的存在削弱了磁電阻效應。解釋了冷壓二氧化鉻粉末體系的實驗現(xiàn)象。 2．半金屬顆粒復合體系的網(wǎng)絡模型。以冷壓二氧化鉻粉末、雙鈣鈦礦結構的