半金屬多晶Fe-,3-O-,4-復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁性質(zhì)和輸運特性.pdf

1、提高自旋注入效率的途徑之一是選用半金屬磁性材料，它作為自旋注入源具有完全的自旋極化的導(dǎo)帶。對于歐姆接觸，這種完美的自旋注入源可以避開電導(dǎo)不匹配的問題，而在隧穿的情況下，對比傳統(tǒng)過渡金屬注入，它的高自旋極化率會導(dǎo)致在半導(dǎo)體內(nèi)更大的自旋電子密度積累。Fe3O4由于具有電阻率隨著溫度的降低而增加，而且在Verwey處會出現(xiàn)兩個數(shù)量級的跳變以及半金屬特性等優(yōu)點，成為近年來人們較為關(guān)注的自旋注入源之一。 本論文用對向靶直流反應(yīng)濺射法在電極

2、層上制備了多晶Fe3O4薄膜(p-Fe3O4/Ag)和Fe3O4/非晶Si/Cu電極復(fù)合薄膜(p-Fe3O4/a-Si/Cu)，對它們的微觀結(jié)構(gòu)、磁學(xué)和輸運性質(zhì)等進行了系統(tǒng)的研究。 p-Fe3O4/Ag復(fù)合薄膜中Fe3O4薄膜與Ag電極層為多晶態(tài)。室溫下，加入了Ag層后，在50kOe的外磁場下磁化強度從250emu/cm3增加到387emu/cm3。通過研究多晶Fe3O4薄膜的縱向電輸運性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)存在Verwey轉(zhuǎn)變，這主要是由

3、于多晶Fe3O4薄膜為柱狀生長，在縱向輸運中電子主要通過電阻率較低的柱內(nèi)顆粒進行輸運，從而反映了Fe3O4材料的本征特性。在70kOe的外磁場下，薄膜的縱向磁電阻較面內(nèi)磁電阻值小，且磁電阻明顯可以分成高場和低場兩部分，低場下的縱向磁電阻來自電子在柱內(nèi)顆粒間的遂穿過程，而高場磁電阻來自柱內(nèi)顆粒的表面和界面磁矩在高場下的弱飽和趨勢。 p-Fe3O4/a-Si/Cu復(fù)合薄膜中Fe3O4薄膜呈柱狀生長，非晶Si則以非晶形態(tài)在多晶Fe3O