隨著信息存儲技術的快速發(fā)展,人們對電子器件提出了微型化、高速度、高密度、低功耗、非易失的要求。為了滿足上述要求,研究者寄希望于自旋電子器件。自旋電子器件的核心是充分利用電子的自旋自由度,克服微納尺度下因為量子效應以及高能耗等問題造成的電子器件性能低下的難題。電子自旋具有向上和向下兩個取向,通常通過樣品的磁性表現(xiàn)出來,其自旋取向可以作為信息處理和存儲的媒介。磁電阻效應一直以來都是自旋電子學的研究熱點,早在20世紀80年代末,Albert Fert和Peter Grunberg就在[Fe/Cr]n和Fe/Cr/Fe結構中發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應。之后,研究者又相繼在Al203、Mg0磁性隧道結中,發(fā)現(xiàn)了隧穿磁電阻效應。與巨磁電阻效應相比,隧穿磁電阻效應有磁電阻值大、集成度高的優(yōu)勢,并且該效應被廣泛應用在了磁隨機存儲器、自旋邏輯器件以及自旋納米振蕩器中。此外,利用電學的方法來調(diào)控電子自旋也是目前自旋電子學研究的熱點之一,相較于傳統(tǒng)的磁場調(diào)控,該調(diào)控方式能夠更快地實現(xiàn)信息的寫入,還能夠極大地提高信息的存儲密度。并且用電學方法調(diào)控電子自旋與現(xiàn)有的集成電路工藝兼容,因此,通過電學方式調(diào)控電子自旋不僅具有... 

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞
第1章 緒論
    1.1 自旋電子學簡介
    1.2 隧穿磁電阻效應
    1.3 磁性的電調(diào)控
        1.3.1 自旋轉移力矩效應
        1.3.2 多鐵材料中的磁電耦合效應
        1.3.3 電荷效應
        1.3.4 電化學效應
    1.4 自旋軌道力矩效應
        1.4.1 自旋霍爾效應
        1.4.2 Rashba效應
        1.4.3 磁化翻轉
        1.4.4 磁疇壁移動
    1.5 本論文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
    參考文獻
第2章 樣品的制備技術和表征方法
    2.1 樣品制備技術
        2.1.1 磁控濺射原理及儀器
        2.1.2 光學曝光
        2.1.3 刻蝕技術
        2.1.4 氧等離子體清洗
    2.2 樣品的表征測量方法
        2.2.1 X射線衍射(XRD)
        2.2.2 交變梯度磁強計(AGM)
        2.2.3 超導量子干涉儀(SQUID)
        2.2.4 臺階儀
        2.2.5 綜合物性測量系統(tǒng)
        2.2.6 范德堡四端法
        2.2.7 磁光克爾顯微鏡
    參考文獻
第3章 Co/CoO-ZnO/Co磁性隧道結中隧穿整流磁電阻及其電調(diào)控研究
    3.1 引言
    3.2 實驗細節(jié)
        3.2.1 Co/CoO-ZnO/Co磁性薄膜的生長
        3.2.2 Co/CoO-ZnO/Co磁性隧道結的微納加工
        3.2.3 樣品電輸運性質測量示意圖
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 Co/CoO-ZnO/Co磁性隧道結的微結構表征
        3.3.2 Co/CoO-ZnO/Co磁性隧道結的磁性表征
        3.3.3 Co/CoO-ZnO/Co磁性隧道結的隧穿磁電阻效應
        3.3.4 Co/CoO-ZnO/Co磁性隧道結的隧穿整流磁電阻效應
        3.3.5 隧穿整流磁電阻效應的電調(diào)控
        3.3.6 機理討論
    3.4 本章小結
    參考文獻
第4章 Co/PMN-PT(001)異質結中電場調(diào)控磁性以及反�；魻栃难芯�
    4.1 引言
    4.2 實驗細節(jié)
        4.2.1 Co/PMN-PT (001)異質結的制備
        4.2.2 樣品電場調(diào)控示意圖
    4.3 實驗結果與討論
        4.3.1 PMN-PT (001)基本性質的表征
        4.3.2 電場對磁性的調(diào)控
        4.3.3 電場對反常霍爾效應的調(diào)控
        4.3.4 機理討論
    4.4 本章小結
    參考文獻
第5章 Pt/[Co/Pt/Co]磁性異質結中電流驅動的磁化翻轉研究
    5.1 引言
    5.2 實驗細節(jié)
        5.2.1 Pt/[Co/Pt/Co]異質結的制備
        5.2.2 樣品電輸運性質測量示意圖
    5.3 實驗結果與討論
        5.3.1 Pt/[Co/Pt/Co]異質結的磁性表征
        5.3.2 Pt/[Co/Pt/Co]異質結的磁化翻轉
        5.3.3 Pt/[Co/Pt/Co]異質結的自旋軌道矩
        5.3.4 磁化翻轉過程中的磁疇運動
    5.4 本章小結
    參考文獻
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 本論文的特色和創(chuàng)新
    6.3 工作展望
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的論文
博士期間參加的學術會議
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3671033