半金屬顆粒復(fù)合體系中磁輸運的研究.pdf

1、半金屬氧化物由于重要的理論價值和廣泛的應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。在半金屬氧化物的多晶、冷壓粉末以及其它材料的復(fù)合物等顆粒體系中，均發(fā)現(xiàn)外磁場導(dǎo)致電阻顯著下降的普遍現(xiàn)象，這固然與材料的內(nèi)稟性質(zhì)是密不可分的，但其顆粒邊界同樣起了至關(guān)重要的作用，這種外稟磁電阻效應(yīng)與穿越顆粒邊界的輸運過程密切相關(guān)。由于顆粒邊界性質(zhì)(顆粒邊界的電磁性質(zhì)、顆粒邊界中的局域態(tài)、顆粒邊界的厚度和粗糙度等)的差異，導(dǎo)致了復(fù)雜多變的磁電阻行為。然而，目前已經(jīng)建立的各種理論模型還

2、不能對顆粒間的輸運過程做出全面的描述，所以確定顆粒邊界中占主導(dǎo)地位的輸運機制及其對宏觀輸運行為的貢獻以及外稟效應(yīng)占主導(dǎo)地位時內(nèi)稟特性對磁輸運的影響是當(dāng)前相關(guān)研究的一個重點內(nèi)容之一。 本文對半金屬氧化物顆粒復(fù)合體系的磁輸運的研究主要集中在： 1．剩磁對磁電阻影響的研究。以冷壓二氧化鉻粉末為研究對象，考慮到二氧化鉻粉末顆粒表面存在一層三氧化二鉻，隨著退火時間的增加，三氧化二鉻層厚度也相應(yīng)增加，相鄰顆粒間的絕緣性越來越好，我們

3、認(rèn)為相鄰二顆粒構(gòu)成納米尺度的“自旋閥”，顆粒間的電子輸運為彈性直接隧穿；同時，由于絕緣層中存在局域態(tài)，電子除了可以直接隧穿外，還可以沿著絕緣層中的局域態(tài)鏈進行非彈性隧穿。我們采用雙通道模型，一個是與自旋相關(guān)的彈性直接隧穿通道，另一個是與自旋無關(guān)的高階非彈性隧穿通道。首次提出剩磁對磁電阻的影響，即剩磁的存在削弱了磁電阻效應(yīng)。解釋了冷壓二氧化鉻粉末體系的實驗現(xiàn)象。 2．半金屬顆粒復(fù)合體系的網(wǎng)絡(luò)模型。以冷壓二氧化鉻粉末、雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的