LSMO/PANI/Co有机自旋阀的巨磁电阻效应研究

摘要

自旋电子学是一门比较有应用前景的新兴领域，它利用自旋极化及自旋相关输运，通过外磁场操纵电子的自旋，从而实现电子自旋在实际中的应用。自旋电子学因其磁灵敏度高、存储密度高、非易失性等特点，在磁电阻传感器、读出磁头及信息存储等领域有许多应用。有机半导体的自旋-轨道相互作用比较弱，自旋极化载流子可能维持很长的时间，因此有机半导体在自旋电子学中有许多潜在的应用而备受关注。
　　有机自旋阀是实现有机半导体在自旋电子学中应用的一个基本的器件。本文以研究影响自旋阀的磁电阻效应的因素为目的，利用镧锶锰氧(La0.67Sr0.33MnO3，LSMO)作底电极，用掺杂态聚苯胺(PANI)或或八羟基喹啉铝(Alq3)作有机中间层，钴(Co)作顶电极，成功制备出了有机自旋阀LSMO/PANI/Co及LSMO/Alq3/Co，在温度T=80K电流I=+0.1mA时实现了54％的磁电阻效应，并且发现磁电阻关于电流大小非单调变化，关于电流极性不对称；磁电阻随温度的剧烈减小是由LSMO电极的表面自旋极化率的降低引起的，与有机中间层的材料无关。
　　本文分为四章，主要内容如下：
　　第一章：介绍了有机自旋阀的研究进展及存在的问题，指出本文的研究目的。
　　第二章：探讨了铁磁层电极LSMO及Co及有机中间层PANI及Alq3的制备方法及其性质。
　　第三章：介绍了有机自旋阀的制备方法；研究了有机自旋阀的结构及电输运性质，对影响自旋阀磁电阻变化的因素作出相应探索；证明了磁电阻随温度的变化关系仅取决于铁磁电极LSMO，与有机中间层的材料无关，并且预测利用随温度相对稳定的铁磁电极取代LSMO电极，有可能会实现室温下的磁电阻效应。
　　第四章：全文总结及展望。

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1 绪论

1.1 有机自旋阀的研究背景及意义

1.2 有机自旋阀研究进展

1.3本文的工作及创新点

2 LSMO、Co、PANI及Alq3单层薄膜的制备及性质研究

2.1 LSMO薄膜的制备及性质研究

2.2 Co和Pt薄膜的制备及性质研究

2.3 掺杂态PANI薄膜的制备及性质研究

2.4有机中间层Alq3的制备

2.5 本章小结

3 有机自旋阀LSMO/PANI(Alq3)/Co/Pt的制备及性质研究

3.1有机自旋阀的结构及制备

3.2 LSMO(120nm)/PANI(30nm)/Co(25nm)/Pt(55nm)的性质研究

3.3有机自旋阀LSMO/Alq3/Co/Pt的性质研究

3.4本章小结

4全文总结与展望

4.1 全文总结

4.2 展望

致谢

参考文献

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