錳基鈣鈦礦三明治多層膜和金屬顆粒膜的電磁輸運(yùn)行為研究.pdf

1、磁電阻薄膜材料具有十分重要的理論和應(yīng)用價值.本論文主要研究對象是兩種類型的磁電阻薄膜材料:錳基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物三明治多層膜和金屬顆粒膜.研究這兩種類型磁電阻薄膜材料的制備方法、微觀結(jié)構(gòu)和基于電子的電荷與自旋的輸運(yùn)特性及磁電阻效應(yīng).實驗上得到了一些重要的結(jié)果,對這些結(jié)果從理論上作了一些嘗試性的解釋.全文研究內(nèi)容及結(jié)論如下:第一章:概述了各種磁電阻薄膜材料的研究發(fā)展情況,重點介紹了錳基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物薄膜和金屬顆粒膜研究的基本問題;第二章:

2、首先介紹了磁控濺射的基本原理和鍍膜工藝以及我們使用的磁控濺射設(shè)備性能和操作,然后對薄膜樣品厚度、結(jié)構(gòu)、表面形貌和電磁輸運(yùn)性能的測試方法進(jìn)行了介紹;第三章:(1)在取向為(100)的LaAlO<,3>基底上制備了La<,0.67>Sr<,0.33>MnO<,3>(LSMO)和La<,0.7>Ca<,0.3>MnO<,3>(LCMO)單層薄膜,對樣品的輸運(yùn)行為以及制備工藝對薄膜性能的影響進(jìn)行了研究;(2)重點在取向為(100)的LaAlO<

3、,3>基底上制備了兩組La<,0.67>Ca<,0.33>MnO<,3>/La<,0.67>Sr<,0.33>MnO<,3>/La<,0.67>Ca<,0.33>MnO<,3-δ>(LC/LS/LC)三明治多層膜.發(fā)現(xiàn):當(dāng)上下兩層厚度一定時,隨著中間層(LS)厚度增加,樣品的電阻率減小,金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變溫度(T<,P>)向高溫方向移動,在中間層(LS)厚度保持一定時,隨著上下兩層(LC)厚度增加,其電阻率和金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變溫度(T<,P

4、>)出現(xiàn)同樣的變化規(guī)律.基于雙交換理論,我們對以上由于三明治多層膜中的層間相互作用所引起的樣品輸運(yùn)行為的變化給出了嘗試性解釋.最后在對三明治多層膜的磁電阻效應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn)了比較大的超大磁電阻效應(yīng);第四章:(1)在玻璃絕緣基底上制備了不同沉積時間的金屬Fe顆粒膜,通過對顆粒膜樣品的隧道掃描顯微鏡(STM)分析得到了不同沉積時間的顆粒膜樣品的表面形貌特征,通過對顆粒膜樣品的電阻與溫度關(guān)系的測量分析,發(fā)現(xiàn)隨著沉積時間的減小顆粒膜樣品輸運(yùn)行為由