磁电阻

摘要： 自旋器件有望实现量子信息存储、传感和计算,是下一代数据存储和通信的理想器件.与无机自旋器件相比,有机自旋器件不仅可以实现传统无机自旋器件的功能,而且在同一有机自旋阀器件中会同时测到正负磁电阻信号,这是因为有机分子与铁磁电极在界面会发生自旋杂化而产生独特的自旋界面.通过控制自旋界面,可以改变界面处分子能级展宽和偏移程度,从而实现对磁电阻信号的可控调制.有机自旋阀器件发展迅速,但仍有一些问题亟待研究,如对自旋界面进行识别和表征,以及利用自旋界面对有机自旋阀信号进行操控等.针对上述问题,本文首先综述了有机自旋阀的基本原理,通过对比无机有机材料能级结构的差异解释了有机自旋阀中自旋界面形成的原因,对于有机自旋阀中磁电阻信号的增强和反转现象,利用自旋界面模型中能级展宽和偏移进行了解释;接着列举了自旋界面的实验识别案例,如利用对表面敏感的表征技术对自旋界面进行识别以及设计新颖的器件结构验证自旋界面的存在等;然后汇总了利用自旋界面调制自旋信号的相关工作,自旋界面的调制可以通过电场调节铁电层的铁电极化、诱导铁磁电极相变、界面化学工程和磁交换相互作用等方式实现;最后总结了有机自旋界面中仍需解决的问题,并对有机自旋界面的识别和可控利用进行了展望.

摘要： 石墨烯是低维材料领域研究的热点,在这一体系中研究发现了诸多新奇的量子现象,深入理解石墨烯的电输运性质对于其在未来电子学器件中的应用具有重要的意义.本文通过热分解的方法在SiC单晶衬底上获得外延的双层石墨烯,并系统研究了其电输运性质.在小磁场范围内观测到弱局域化效应,并在较大的磁场区间发现了不饱和线性磁阻.通过角度依赖的磁阻测量,发现该线性磁阻现象符合二维体系的磁输运特征.还在平行场下观测到了负磁阻效应,可能是由双层石墨烯的转角莫尔条纹导致的局部晶格起伏导致的.本文工作加深了对于外延生长的层间具有一定转角的双层石墨烯的电输运性质的认识.

摘要： 磁电阻作为表征自旋阀结构最具代表性的特征之一,是研究多层膜层间耦合作用的重要研究手段.稀土/磁性过渡金属通过耦合和界面效应诱导室温下稀土具有磁性,插入中间非磁金属层通过调控层间耦合作用实现自旋阀结构将有利于拓展稀土在自旋电子学领域的应用.通过分析具有不同Cr层厚度(t_(Cr))的Gd(4 nm)/Cr(t_(Cr))/FeCo(5 nm)三层膜室温下面内磁电阻效应,本文研究了薄膜的层间耦合和界面效应.研究发现,相对于FeCo薄膜,Gd/FeCo薄膜表现出更为明显的各向异性磁电阻.Cr的插入使得电流垂直于磁场时的磁电阻在低场峰值位置处出现一极小值,且这个极小值随着t_(Cr)的增加变得更加明显.当t_(Cr)=3 nm时,几乎完全表现为负自旋阀磁电阻效应.FeCo层与Cr/Gd形成的不同的自旋散射不对称是产生这一负自旋阀磁电阻效应的主要原因.电流平行于磁场时磁电阻峰值随t_(Cr)的振荡和低温下的磁滞回线证实了低温和室温下层间耦合的存在.

摘要： LaMnO_(3)是一种钙钛矿结构的绝缘体,因具有很多优异的性质受到广泛关注,然而以往研究主要集中在LaMnO_(3)的p型掺杂,而针对其n型掺杂的研究相对较少.基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究不同Hf掺杂浓度下La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)的晶格结构和电子能带结构,以及La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)的光吸收性质和其与Ba掺杂作为导线构成的同质三明治两端子器件的自旋阀性质.结果表明,Hf掺杂的La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)最稳定基态结构为反铁磁结构或者亚铁磁结构,而非铁磁体;Hf在体系中以稳定的+4价离子存在,展现出n型掺杂的性质;当掺杂浓度x≤0.031时,La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)的能带带隙与非掺杂本征体LaMnO_(3)的带隙相近,并在带隙中形成了孤立的杂质能级.光吸收谱计算结果表明,随着Hf掺杂浓度上升,La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)光吸收边出现红移,光学带隙减小.利用La3/4Ba1/4MnO_(3)作为左右导线、La3/4Hf1/4MnO_(3)作为中心层可以构建自旋阀器件,其费密能级处的磁电阻达到了~(2.8×10^(5))%,通过门电压调控中心层,磁电阻可达~(5.1×10^(5))%.研究结果可为后续设计新型自旋电子学器件提供理论参考.

摘要： 本论文利用脉冲激光沉积法在普通玻璃、SrTiO3(100)单晶衬底上分别制备得到La0.7Sr0.3MnO3/SiO2和La0.7Sr0.3MnO3/SrTiO3(100)薄膜,研究衬底对La0.7Sr0.3MnO3物理特性的影响。实验结果表明:在普通玻璃衬底上制备得到纯相多晶LSMO薄膜,在SrTiO3(100)单晶衬底上制备得到具有外延取向生长的LSMO薄膜;在磁性方面,La0.7Sr0.3MnO3/SiO2薄膜的居里温度(Tc)低于LSMO/SrTiO3(100)薄膜。在Tc以下,LSMO/SiO2薄膜的矫顽力和磁化磁强度均大于LSMO/SrTiO3(100)薄膜;在电性方面,两个样品的电阻率温度曲线存在明显区别:LSMO/SiO2薄膜存在两个转变点,并且在整个测量温区(5~400 K)均表现出明显的磁电阻效应,最大磁电阻值达到−98%;对于LSMO/SrTiO3(100)样品,电阻率温度曲线中仅在高温区(350 K附近)存在一个转变点。且仅在M-I转变温度附近有明显的磁电阻现象,最大磁电阻值为−53.12%。从以上研究结果可以看出,不同衬底条件对LSMO薄膜的微结构有明显影响,进而对其磁性、磁电阻特性产生调制作用。这一结果在钙钛矿锰氧化物复合结构材料物理特性调制研究以及在自旋电子器件中的应用研究具有很好的参考意义。

摘要： 稀土锑/铋化物中4f电子的复杂自旋、轨道结构诱发了丰富的物理性质.本文重点研究ErBi单晶的热学和电学性质,揭示弱磁各向异性很有可能来源于混合效应,即Er3+(4f11)中各向异性的基态电子通过相互作用与各向同性的激发态混合.此外,还发现ErBi的磁电阻具有双重或四重对称的角度相关性.研究表明该材料中角度相关的磁电阻主要由各向异性的费米面所决定.

摘要： 利用磁控溅射的方法制备了以Au为隔离层,分别以Co/Pt多层膜为参考层和自由层的具有垂直磁各向异性的赝自旋阀结构Pt(50(?))/[Co(4(?))/Pt(6(?))]3/Co(4(?))/Au(30(?))/[Co(4(?))/Pt(20(?))]4.通过磁性测量发现自旋阀具有非常好的垂直磁各向异性,通过对自旋阀进行输运性质测量得到了1.7％的磁电阻值.实验还发现,当增加中间Au隔离层厚度时,自旋阀的磁电阻值会单调减小.

摘要： 本文报道了有效调节马氏相变温度的低温退火方法，研究表明，低温退火可通过改变合金化学有序度影响马氏相变温度。并以Ni45Co5Mn36.7In13.3合金为例，通过测量样品的磁性和磁电阻，研究了低温退火对变磁行为、磁电阻和磁热效应的影响。

摘要： NaxCoO2是具有奇异的热电性质和电磁性质的强关联体系.为了进一步理解材料中的电磁性质,我们制备了Na0.75Co1-xErxO2 (0 ≤ x ≤ 0.10)多晶样品,并测量了系统的电阻率、磁电阻和磁化率.我们发现,加磁场后电阻减小,显示了磁性离子对传导电子的散射作用;有效磁矩随着Er的掺杂而迅速增大,3%的Er掺杂就能使有效磁矩几乎增大一倍;系统的磁电阻达到15%,这意味着Er的掺杂导致系统出现异常的电磁性质.

摘要： 采用磁控共溅射法制备了Co含量介于6．4at％~16．4at％的Co-C纳米复合薄膜。形貌观察表明，Co纳米颗粒均匀分散在C基体中，相邻Co颗粒被C基体较好地分离，样品呈现典型的颗粒薄膜结构。Co颗粒平均尺寸随Co含量增加而增大。薄膜在低温下磁性较强，在室温下磁性较弱：磁化强度随Co含量增加显著提高。当温度为4．2 K、磁场为90×79．6 kA·m-1时，在Co含量为6．4at％、8．3at％和9．6at％的Co-C薄膜中分别观察到9．1％、4．3％和1．9％的负磁电阻，为碳基磁性颗粒薄膜获得优异磁输运性能提供可能。受微结构变化影响，样品磁电阻值随Co含量的增加而下降。

摘要： NiCo薄膜具有比NiFe更高的AMR值，体材料时可达6%以上，在30nm时其AMR可达3.8%，具有更宽的磁场工作范围，因此其应用前景也非常广阔。本文选用磁致伸缩系数接近于零的软磁合金Ni0.65Co0.35作为磁敏感层，制备了Ta(5nm)/Ni0.65Co0.35薄膜材料，并且用光刻微加工工艺制作了薄膜磁电阻元件，研究了真空退火和真空磁场退火对Ta(5nm)/Ni0.65Co0.35薄膜磁电阻性能和磁电阻元件的输出特性的影响。

摘要： 介绍新研制的巨磁电阻效应实验仪,阐述巨磁电阻效应实验原理、实验内容和实验方法,该仪器可测量巨磁电阻阻值与磁感应强度关系,并与正常磁电阻、坡莫合金磁电阻特性进行比较,仪器还提供巨磁电阻传感器特性测量及系列应用实验供教学使用。

摘要： 用溶胶-凝胶法制备了系列掺杂(La1-xDyx)2/3Ca1/3MnO3 系列多晶纳米晶体,粒度在100nm 左右；对系列样品电输运性质的研究表明，(La1-xDyx)2/3Ca1/3MnO3 体系的电输运行为对Dy 掺杂量极为敏感，随着Dy 含量的增加，样品的转变温度向低温方向移动；峰值电阻显著变大；随着磁场的增加，其转变温度向高温方向略有移动；磁场增加引起的材料磁有序状态增强也使材料的磁电阻进一步变大。

摘要： 本文采用自旋极化率P随温度的指数变化关系结合高阶隧穿模型拟合了经真空退火处理的Co0.1-C0.9复合薄膜的磁电阻随温度的变化关系。经实验研究得出，自旋极化率随退火温度的变化趋势与界面杂化程度相一致，表明界面杂化有助于铁磁-非品态碳界面处的自旋极化率增强。

摘要： 利用直流磁控溅射技术制备了多晶Fe3-xPtxO4(0≤x≤0.10)薄膜系列样品。通过对化合价、成份、磁性和电阻率的测量，证明Pt离子掺入到Fe3-xPtxO4晶格的B位，电输运性质由晶粒边界决定，满足热涨落隧穿模型。随掺杂浓度的增加，饱和磁化强度降低，室温电阻率降低，磁电阻和自旋极化率有所下降，但仍然保持较高数值。反常霍尔效应的研究表明，Fe3-xPtxO4的反常霍尔系数比纯铁高近500倍，霍尔电导率与正常电导率之间满足σxy∝σ"xx关系，n的取值范围在1.72～1.57±0.02之间，符合统一标度理论;随着Pt掺杂浓度的增加，n值降低，这与自旋相关散射作用变弱有关。

摘要： 理论研究结果表明，Co2FeAl等半金属Heusler合金在隧道结中应用可以获得无穷大磁电阻，但到目前为止，实验上只获得了有限的磁电阻值，并且不同报导中的TMR值有很大差异。这可能是由于表面效应引起的。因此，本文以Co2FeA1为例，采用第一原理计算的手段，研究了表面效应对半金属性质的影响。

摘要： 本文通过“铁磁(FM1)/薄反铁磁/铁磁(FM2)/反铁磁”的四层薄膜结构，系统地研究了被常用的反铁磁材料FeMn和IrMn薄层所分隔开的两个NiFe层之间的层间耦合作用。发现NiFe层之间存在显著的90°耦合现象并伴随着一定的铁磁性耦合。然后进一步将具有90°耦合的四层膜结构“铁磁(FM1)/薄反铁磁/铁磁(FM2)/反铁磁”应用于自旋阀，并在“铁磁(FM1)/薄反铁磁”界面处插入一层极薄的非磁性间隔层调整90°耦合的强度、减小其矫顽力，获得线性化范围可调的自旋阀磁电阻薄膜。

摘要： 本发明涉及基于磁子阀和磁子结的磁子磁电阻器件和自旋霍尔磁电阻器件。根据一实施例，一种磁子磁电阻器件可包括：第一磁子传导层；设置在所述第一磁子传导层上的第二磁子传导层；以及设置在所述第一磁子传导层和所述第二磁子传导层之间的中间层，其中，所述第一磁子传导层和所述第二磁子传导层由磁性绝缘材料形成，所述中间层由非磁金属或反铁磁绝缘体或反铁磁金属材料形成。

摘要： 本发明涉及磁电阻效应元件和使用它的磁电阻随机存取存储器。磁电阻效应元件包括：第一磁性层(3)，第二磁性层(2)和第一隔离层(4)。第一磁性层(3)具有不变的磁化方向。第二磁性层(2)具有可变的磁化方向，并且包含从Fe、Co和Ni中选择的至少一种元素，从Ru、Rh、Pd、Ag、Re、Os、Ir、Pt和Au中选择的至少一种元素和从V、Cr和Mn中选择的至少一种元素。隔离层(4)在第一磁性层(3)和第二磁性层(2)之间形成，并且由非磁性材料构成。流经第一磁性层(3)、隔离层(4)和第二磁性层(2)的双向电流使得第二磁性层(2)的磁化方向可变。

摘要： 一种切换可伸缩磁电阻存储器单元(10)的方法，包括提供夹在字线(20)与数字线(30)之间的磁电阻存储器件(3)，以使在各个时刻能够将电流波形提供给字线和数字线，使磁场通量将该器件的有效磁距矢量旋转大约180°。该磁电阻存储器件包括N个反铁磁耦合的铁磁层。可以调整N来改变该器件的磁切换体积。

摘要： 本发明提供一种全桥磁电阻传感器及其制造方法以及双钉扎磁电阻多层膜，其中，全桥磁电阻传感器包括第一双钉扎磁电阻多层膜至第四双钉扎磁电阻多层膜，第一双钉扎磁电阻多层膜的一端和第二双钉扎磁电阻多层膜的一端与电源端相连；第一双钉扎磁电阻多层膜的另一端和第三双钉扎磁电阻多层膜的一端与第一信号端相连；第二双钉扎磁电阻多层膜的另一端和第四双钉扎磁电阻多层膜的一端与第二信号端相连；第三双钉扎磁电阻多层膜的另一端和第四双钉扎磁电阻多层膜的另一端与接地端相连。其中，全桥磁电阻传感器依次经过第一次退火和第二次退火。与现有技术相比，本发明不仅可以实现单芯片全桥功能，而且零点小，退火工艺简单，成本低。

摘要： 本发明涉及基于磁子阀和磁子结的磁子磁电阻器件和自旋霍尔磁电阻器件。根据一实施例，一种磁子磁电阻器件可包括：第一磁子传导层；设置在所述第一磁子传导层上的第二磁子传导层；以及设置在所述第一磁子传导层和所述第二磁子传导层之间的中间层，其中，所述第一磁子传导层和所述第二磁子传导层由磁性绝缘材料形成，所述中间层由非磁金属或反铁磁绝缘体或反铁磁金属材料形成。

摘要： 本发明涉及磁电阻效应元件和使用它的磁电阻随机存取存储器。磁电阻效应元件包括：第一磁性层(3)，第二磁性层(2)和第一隔离层(4)。第一磁性层(3)具有不变的磁化方向。第二磁性层(2)具有可变的磁化方向，并且包含从Fe、Co和Ni中选择的至少一种元素，从Ru、Rh、Pd、Ag、Re、Os、Ir、Pt和Au中选择的至少一种元素和从V、Cr和Mn中选择的至少一种元素。隔离层(4)在第一磁性层(3)和第二磁性层(2)之间形成，并且由非磁性材料构成。流经第一磁性层(3)、隔离层(4)和第二磁性层(2)的双向电流使得第二磁性层(2)的磁化方向可变。

摘要： 提供了一种磁电阻传感器系统(400)，其中所述系统包括磁场源(402)、具有易轴的磁电阻传感器(403)、以及微分元件(404)，其中所述磁场源(402)适于发出由振荡输入信号(401)产生的辅助磁场，其中所述辅助磁场与所述磁电阻传感器(403)的易轴正交，其中所述磁电阻传感器(403)适于感测与外部磁场和辅助交变磁场的叠加相关的信号，并且，其中所述微分元件(404)适于对所感测的信号进行微分。

摘要： 本实用新型实施例公开了一种磁电阻薄膜结构和磁电阻传感器，该磁电阻薄膜结构包括：依次层叠设置的基底、种子层、参考层、间隔层、自由层和电极层；参考层在种子层上生长，且参考层的磁矩方向受到通入种子层内电流产生的自旋注入被钉扎；自由层的磁矩方向随外部磁场的变化而变化。本实用新型实施例中，参考层生长在种子层上，电流通入种子层后会使种子层产生自旋流且该自旋流可注入相邻参考层，使得参考层的磁矩方向受到通入种子层内电流产生的自旋注入影响而改变并钉扎。无需外部设备辅助即可精确控制参考层的钉扎方向，能够更加便捷的实现参考层的多角度钉扎，设计工艺简单且成本低廉，更具竞争力和市场前景。

摘要： 本实用新型提供一种全桥磁电阻传感器及其制造方法以及双钉扎磁电阻多层膜，其中，全桥磁电阻传感器包括第一双钉扎磁电阻多层膜至第四双钉扎磁电阻多层膜，第一双钉扎磁电阻多层膜的一端和第二双钉扎磁电阻多层膜的一端与电源端相连；第一双钉扎磁电阻多层膜的另一端和第三双钉扎磁电阻多层膜的一端与第一信号端相连；第二双钉扎磁电阻多层膜的另一端和第四双钉扎磁电阻多层膜的一端与第二信号端相连；第三双钉扎磁电阻多层膜的另一端和第四双钉扎磁电阻多层膜的另一端与接地端相连。其中，全桥磁电阻传感器依次经过第一次退火和第二次退火。与现有技术相比，本实用新型不仅可以实现单芯片全桥功能，而且零点小，退火工艺简单，成本低。

摘要： 本实用新型涉及磁性传感器领域，特别是一种磁电阻结交替排列的磁电阻传感器，通过在磁电阻结上淀积一偏置层来代替永磁层，提高了磁电阻传感器的稳定性，同时，由于免去了永磁层的使用，在同样大小的芯片上可以放置更多的磁电阻结，从而提高了芯片面积的利用率，降低成本，此外，将不同磁电阻的磁电阻结交替排列，克服了因制造工艺造成的磁电阻结物理尺寸和物理特性分布不均匀的缺陷，提高了磁电阻结的一致性，降低了零偏。