信息技術(shù)的應(yīng)用為軍事、航天、醫(yī)療等各領(lǐng)域的運(yùn)作提供了便捷,而人們對自旋電子學(xué)理論的研究拉開了信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的序幕。自旋電子學(xué)器件的問世促進(jìn)了信息存取技術(shù)的革新,目前自旋電子學(xué)器件的制備工藝相當(dāng)成熟,關(guān)鍵是在于尋找廉價、穩(wěn)定的半金屬磁性材料。以往制備自旋電子器件的材料大部分集中于傳統(tǒng)的半金屬塊體材料,大數(shù)據(jù)操作對存儲速度的高要求,使得開發(fā)新型的自旋材料迫在眉睫。作為二維納米材料原型的石墨烯,以其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理性能在材料學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。關(guān)于二維材料的研究已經(jīng)囊括了半導(dǎo)體、半金屬、金屬和拓?fù)浣^緣體等領(lǐng)域,但它們大多數(shù)是無磁或稀磁,在制備納米自旋電子學(xué)器件的實踐中面臨巨大挑戰(zhàn)。研究者們發(fā)現(xiàn)二維本征半金屬材料種類少、不穩(wěn)定,近幾年的研究也表明,可以通過吸附、摻雜和引入缺陷等方式進(jìn)行修飾。本論文通過大量調(diào)研和分析認(rèn)為,過渡金屬摻雜半導(dǎo)體單層薄膜結(jié)構(gòu)有望在新型二維半金屬材料方面獲得突破,二維半導(dǎo)體在自旋電子學(xué)領(lǐng)域蘊(yùn)含潛在應(yīng)用價值。密度泛函理論以量子力學(xué)為基本原理,是目前研究固體材料電子結(jié)構(gòu)和基態(tài)物理性質(zhì)的強(qiáng)勢工具。密度泛函理論既可對未知材料的性質(zhì)進(jìn)行理論預(yù)測為實驗提供參考,同時也可探...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1多層膜中的雙電流示意圖

緒論3率能達(dá)到10%[5]的高度，如圖1.1所示。與以往的鐵磁材料的各向異性磁電阻相應(yīng)相比，這種在Fe/Cr多層膜結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)磁電阻大出了一個數(shù)量級，巨磁電阻[6][7]效應(yīng)（giantmagnetoresistance,GMR）由此得名，這一發(fā)現(xiàn)為自旋電子學(xué)打開更為廣闊的大門，同....

圖1.4磁隧道結(jié)電子輸運(yùn)示意圖

緒論5鐵磁層1自旋向上和自旋向下的隧穿電子通過勢壘層分別進(jìn)入鐵磁層2的自旋向上和自旋向下能帶，此時電子受到的界面散射作用小，隧穿電流很大，MTJs呈低阻狀態(tài)，圖1.4描繪了這個過程。1982年，Maekawa等人[13]制備了中間勢壘層為NiO的MTJs，并測出2.4%的TMR值....

圖1.5三類磁性強(qiáng)弱不同的半導(dǎo)體示意圖[24]

氳繼宓奶匭裕?峁瓜嘍怨逃邪虢?屬材料更穩(wěn)定，也可同時利用電子的電荷和自旋屬性，信息的處理、儲存就可同一時間完成，使得信息處理速度和儲存密度也大大提高了。早在20世紀(jì)80年代，人們就開始用摻雜磁性原子的方式獲取稀磁半導(dǎo)體，主要集中在對過渡金屬磁性原子替代II-VI族半導(dǎo)體中的部分非....

圖1.6稀磁半導(dǎo)體居里溫度（TC）與半導(dǎo)體帶隙的關(guān)系圖

緒論11但從微觀角度分析來看，局域磁矩又存在。近年來各種材料生長技術(shù)發(fā)展迅猛，尤其是低溫分子束外延生長技術(shù)，半導(dǎo)體熱平衡的溶解度極限被打破，這無疑是擴(kuò)大了磁性半導(dǎo)體的發(fā)展空間。摻雜技術(shù)的不斷發(fā)展對稀磁半導(dǎo)體的研究具有非常重要的意義。1989年，Munekata等人[35]成功生長....

本文編號：3920147