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《磁性納米顆粒薄膜的微觀結(jié)構(gòu) 磁性質(zhì)和輸運特性》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、天津大學(xué)博士學(xué)位論文中文摘要鐵磁性金屬納米顆粒薄膜系統(tǒng)中存在的巨磁電阻效應(yīng)、巨霍爾效應(yīng)、高矯頑力效應(yīng)等新特性，使其在磁性傳感器件、高密度記錄介質(zhì)、讀出磁頭和磁性隨機(jī)存取存儲器等研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，具有面心四方結(jié)構(gòu)的L10．FePt材料、半金屬材料和鐵磁性金屬一半導(dǎo)體復(fù)合材料是凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。本論文用磁控濺射法制備了軟鐵磁性金屬一碳基(Fe．C，Co．C，F(xiàn)eN．cN)、硬鐵磁性金屬一碳基(FePt．C，F(xiàn)ePtCu．C，F(xiàn)ePtN．CN)、半金屬一半導(dǎo)體基(Fe304．Oe)和鐵磁性
2、金屬一半導(dǎo)體基(re．Ge)系列納米顆粒薄膜，對它們的化學(xué)成份、微觀結(jié)構(gòu)、磁性質(zhì)和輸運特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過對軟鐵磁性金屬一碳基(Co，F(xiàn)e，F(xiàn)eN)-C0叼顆粒薄膜的研究，發(fā)現(xiàn)在顆粒薄膜中，顆粒與母體間的相分離、顆粒尺寸和顆粒間的相互作用決定樣品的磁性質(zhì)和磁化機(jī)制。當(dāng)相分離較好、顆粒間相互作用較小時，樣品的矯頑力較大，并且磁化機(jī)制為單疇磁矩轉(zhuǎn)動。反之，樣品矯頑力較小，磁化機(jī)制為疇壁位移。用磁力顯微鏡直接觀察到了Fe．C系統(tǒng)中的磁逾滲現(xiàn)象，為闡明顆粒間磁相互作用的變化提供了直接證據(jù)。在電子束輻照的Co．C顆粒薄膜中
3、，觀察到了Co顆粒對非晶C轉(zhuǎn)變?yōu)槭奶技{米結(jié)構(gòu)(納米線和納米針)的催化作用。通過對硬鐵磁性金屬一碳基(FePt-C，F(xiàn)ePtCu．C，F(xiàn)ePtN．CN)顆粒薄膜的研究，發(fā)現(xiàn)適量的Cu摻雜可以促進(jìn)L10．FePt合金的形成，而過量的cu顯著抑制L10．FePt相的形成。特別地，我們還發(fā)現(xiàn)N摻雜樣品在退火過程中N的溢出和Fe-N鍵的斷裂，可以促進(jìn)工10相的形成，提高FePt合金的有序度；同時，高氮氣分壓可以有效控制FePt顆粒尺寸，有利于FePt顆粒薄膜在高密度磁記錄介質(zhì)方面的應(yīng)用。通過對多晶Fe304薄膜、(Fe，
4、Fe304卜Ge顆粒薄膜的研究，發(fā)現(xiàn)多晶Fe304薄膜的導(dǎo)電機(jī)制為隧穿導(dǎo)電。Fe304晶粒表面(界面)磁矩的取向?qū)Υ呕瘡?qiáng)度貢獻(xiàn)很小，但在高場下，晶粒表面(界面)磁矩的排列會導(dǎo)致磁電阻發(fā)生很大的變化，這就是Fe304薄膜材料中磁電阻隨外加磁場呈現(xiàn)弱飽和現(xiàn)象的物理機(jī)制。在FexGel。顆粒薄膜中發(fā)現(xiàn)當(dāng)x=0．5時，霍爾電阻率p。最大(126釁cm)，為純Fe膜的139倍；在±10kOe的磁場范圍內(nèi)，p。隨磁場呈線性變化關(guān)系，并且在2-300K溫度范圍內(nèi)，直線斜率保持不變。這一特點使Fe．Ge顆粒薄膜在微電子學(xué)器件中的實際
5、應(yīng)用具有了可能性。關(guān)鍵詞：磁性納米顆粒薄膜、矯頑力、Stoner-Wohlfarth模型、疇壁位移模型、Llo—FePt相、半金屬、隧道型磁電阻、巨霍爾效應(yīng)第1頁天津大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTNovelpropertiessuch髂giantmagnetoresistance(GMR)，giantHalleffect(GHE)andhugeeoercivityhavemadeferromagneticnanogranularfilmspromisingcandidatesfortheapplicationsof
6、magneticsensors，highdensitymagneticrecordingmaterials．read·outmagnetich掰ldandmagneticrandomaCCeSSmemory．Recently,LloorderedFePtalloy,half-metalsandferromagneticmetal—semiconductorcompositematerialshavebecomethefocusesinthefieldofcondensedmatterphysicsandmatedal
7、sscience．Seriesofferromagneticnanocompositefilms，includingsoftferromagneticmetal-Cgranularfilms(Co-C，F(xiàn)e-C，F(xiàn)eN—cN)，hardferromagneticmetal-Cgranularfilms(FePt—C，F(xiàn)ePtCu-C，F(xiàn)ePtN-CN)，halfmetal-semiconductorgranularfilms(Fe304一Ge)，ferromagneticme讎semiconduetorgranula
8、rfilms(Fe-Ge)werefabricatedusingmagnetronsputtering．Theirchemicalcomposition,microstructure，magneticproperties，reversalmechanism，andtransportpropertieswerestudiedsystemicall
