隨著科技的發(fā)展,人們對(duì)于電子器件尺寸和功能的要求越來越高。反�；魻栃�(yīng)（Anomalous Hall Effect,AHE）作為自旋電子學(xué)中的主要效應(yīng)之一,是表征鐵磁材料輸運(yùn)性能的一種重要方法。目前關(guān)于反�；魻栃�(yīng)的研究大多集中在其本征機(jī)制（intrinsic contribution）、斜散射（skew scattering）和邊跳散射（side-jump scattering）三種散射機(jī)制中。已有理論研究表明,反�；魻栃�(yīng)與元素的費(fèi)米面位置息息相關(guān),也有研究指出,反�；魻栃�(yīng)中雜質(zhì)散射的貢獻(xiàn)強(qiáng)烈依賴于薄膜有序度、薄膜厚度等物理因素。基于此,本論文的研究分為以下兩個(gè)方向:1.選取不同組分的L10（FexNi1-x）0.5Pt0.5（0<x<1）有序合金薄膜,研究費(fèi)米面位置對(duì)反�；魻栃�(yīng)的調(diào)控機(jī)制。利用直流磁控濺射法制備L10 FexNii-xPt三元有序合金薄膜,所有樣品均為fct結(jié)構(gòu),薄膜厚度為15±3 nm。利用ρxy=a’ρxx0+a"ρxxT+bρxx2公式對(duì)霍爾數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析。結(jié)果表明,隨著Fe含量x的增大,Ni原子被Fe原子替代,費(fèi)米面位置升高,費(fèi)米面上的貝... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

霍爾效應(yīng)示意圖[20]

?1954年，R.Karplus和J.M.Luttinger提出了Karplus-Luttinger理論[22]，在不考慮晶格內(nèi)部聲子和雜質(zhì)散射的情況下，在理想晶格能帶中運(yùn)動(dòng)的載流子存在一個(gè)反常速度，該反常速度與貝里曲率呈正相關(guān)關(guān)系，在外加電場(chǎng)時(shí)，自旋向上和自旋向下的電子占據(jù)數(shù)不相等，使得電子產(chǎn)生一個(gè)橫向電流，從而產(chǎn)生內(nèi)稟的反�；魻栃�(yīng)[17]。該推論指出反�；魻栃�(yīng)是自旋軌道耦合的必然結(jié)果，取決于材料本身的能帶結(jié)構(gòu)，因此將這種機(jī)制稱為本征機(jī)制[4,23]。本征機(jī)制中的反常霍爾電阻率與縱向電阻率之間呈二次方依賴關(guān)系(~2)，如圖1-2為本征機(jī)制的過程示意圖。圖1-2本征機(jī)制過程示意圖[24]Fig.1-2Theschematicdiagramofintrinsiccontribution[24](2)斜散射機(jī)制1955年J.Smit指出由于自旋軌道耦合作用的存在，使得電子在雜質(zhì)附近發(fā)生不對(duì)稱散射，導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)軌跡偏移了原本的方向，電子經(jīng)多次散射后在導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生積聚，從而產(chǎn)生反常霍爾電壓，并將這種機(jī)制稱為斜散射機(jī)制[25,26]。斜散射機(jī)制中的反�；魻栯娮杪逝c縱向電阻率之間呈一次方依賴關(guān)系(~)，如圖1-3所示為斜散射過程示意圖。

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3斜散射過程示意圖[24]Fig.1-3Theschematicdiagramofskewscattering[24](3)邊跳機(jī)制1970年，L.Berger又提出了邊跳散射機(jī)制[10]。由于自旋軌道耦合作用的影響，固定自旋方向的電子在運(yùn)動(dòng)過程中每受到一次散射后都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)橫向位移，而該方向上累積的電荷會(huì)導(dǎo)致反�；魻栯妷旱漠a(chǎn)生[27,28]。斜散射機(jī)制中的反�；魻栯娮杪逝c縱向電阻率之間呈二次方依賴關(guān)系(~2)，如圖1-4所示為邊跳散射過程示意圖。圖1-4邊跳散射過程示意圖[24]Fig.1-4Theschematicdiagramofside-jumpscattering[24]1.3L10FePt有序合金薄膜反�；魻栃�(yīng)的研究在目前自旋電子學(xué)材料的研究領(lǐng)域中，L10FePt有序合金薄膜具有很高的垂直磁晶各向異性(Ku>107erg/cm3)而被認(rèn)為是最具潛力的垂直磁記錄材料，這一屬性使得人們對(duì)L10FePt有序合金體系的反�；魻栃�(yīng)進(jìn)行了廣泛研究。FePt合金薄膜是指Fe和Pt原子比為1:1時(shí)的合金薄膜，如圖1-5為FePt合金的平衡相圖，當(dāng)Pt含量為25%左右時(shí)為L(zhǎng)12相Fe3Pt有序合金，當(dāng)Pt含量在50%附近時(shí)為L(zhǎng)10相FePt有序合金，而在Pt含量為75%左右時(shí)形成的是L12相FePt3有序合金。從圖中可以看出，三種合金中的原子比不同，導(dǎo)致從無序相轉(zhuǎn)變到有序相的溫度也不同，其中L10Fe50Pt50合金的相轉(zhuǎn)變溫度在1300℃左右。在室溫下制得的FePt為無序面心立方結(jié)構(gòu)(face-centeredcubic,fcc)，F(xiàn)e原子和Pt原子占據(jù)晶格位點(diǎn)的概率相同，表現(xiàn)為軟磁特性，稱為無序FePt。經(jīng)高溫退火以后FePt從無序的面心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻拿嫘乃姆浇Y(jié)構(gòu)(face-centeredtetragonal,fct)，表現(xiàn)為硬磁特性，稱為L(zhǎng)10有序FePt，在完全有序的FePt中，F(xiàn)e原子和Pt原子以層狀堆積依次占據(jù)(002)晶面上的格點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1-6。?


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