磁性存儲和磁性邏輯等自旋器件的核心在于自旋信息的傳遞,現(xiàn)有的自旋器件主要依賴金屬中的傳導電子。磁子是鐵磁體中低能激發(fā)態(tài)的準粒子,每一個磁子攜帶一個普朗克常量-h的自旋角動量,因此同樣可以作為自旋信息的載體。在金屬中,傳導電子自旋的輸運通常伴隨著電荷的移動;而在鐵磁絕緣體中,通過磁子傳遞自旋信息這種方式,可以避免電荷流產生的焦耳熱的影響,從而顯著降低器件的功耗。本論文主要研究一類鐵磁絕緣體/金屬納米異質結構中的自旋輸運性質,研究內容主要包括以下五個部分:（1）研究了 CoFe204/Pt薄膜體系中的自旋霍爾磁電阻效應。通過測量磁圓二色譜得到Pt中通過磁近鄰效應產生的平均磁矩小于0.004 μB/Pt,可以忽略不計;Pt電阻隨CoFe204磁矩的角度依賴關系表明該體系的磁電阻滿足自旋霍爾磁電阻機制,而并非傳統(tǒng)的各向異性磁電阻。（2）研究了純Pt、YIG/Pt和CoFe204/Pt體系中的Hanle磁電阻效應（HMR）。通過HMR與Pt厚度的依賴關系的擬合可以得到Pt中的自旋擴散長度和自旋霍爾角;通過HMR與磁場依賴關系的擬合可以得到Pt中的自旋壽命;并且通過對比純Pt和YIG/Pt、CoF... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

采用天然磁石做成的司南的示意圖

動量散射使自旋分布隨機化從而產生自旋弛豫[13]，自旋弛豫使非平衡的自旋分布回歸到平衡態(tài)，電子的自旋弛豫時間分布在皮秒到微秒之間。電子的自旋弛豫過程有三種方式[14]，如圖 1.3 所示：Elliott-Yafet 機制[15, 16]，在動量散射的同時，電子的自旋方向發(fā)生改變；Dyakonov-Perel 機制[17]，起源于缺乏反演對稱性系統(tǒng)中的有效磁場，電子自旋在有效磁場中旋進，動量散射可以改變有效磁場的方向；共振散射機制[18]，在處于共振能量時，電子繞著磁性雜質旋轉多圈，期間發(fā)生多次自旋翻轉散射，最終電子離開雜質時失去自旋極化。圖 1.2 通過電學方法實現(xiàn)自旋注入和探測的示意圖。引自文獻[11]

動量散射使自旋分布隨機化從而產生自旋弛豫[13]，自旋弛豫使非平衡的自旋分布回歸到平衡態(tài)，電子的自旋弛豫時間分布在皮秒到微秒之間。電子的自旋弛豫過程有三種方式[14]，如圖 1.3 所示：Elliott-Yafet 機制[15, 16]，在動量散射的同時，電子的自旋方向發(fā)生改變；Dyakonov-Perel 機制[17]，起源于缺乏反演對稱性系統(tǒng)中的有效磁場，電子自旋在有效磁場中旋進，動量散射可以改變有效磁場的方向；共振散射機制[18]，在處于共振能量時，電子繞著磁性雜質旋轉多圈，期間發(fā)生多次自旋翻轉散射，最終電子離開雜質時失去自旋極化。圖 1.2 通過電學方法實現(xiàn)自旋注入和探測的示意圖。引自文獻[11]


本文編號：3392561