纳米巨磁电阻材料的电化学制备及其应用

巨磁电阻材料大多采用物理法制备．与溅射法、分子束外延等方法相比，电化学法具有设备简单、成本低廉、低温操作、过程可控等优势，是制备巨磁电阻材料的良好途径．为此，针对国内外巨磁电阻材料的研究状况，结合多年来本研究室在该领域的研究工作，介绍了一维纳米多层线、二维纳米金属多层膜、自旋阀和颗粒膜等巨磁电阻材料的电化学制备方法、表征及磁电阻性能．简述了巨磁电阻材料在超高灵敏度微型传感器、巨磁电阻磁盘、读出磁头、磁随机存储器和磁电子器件等方面的应用，并对发展前景和研究方向进行了展望．[编者按]     

隧道磁电阻效应的原理及应用

隧道磁电阻具有饱和磁场低、工作磁场小、灵敏度高、温度系数小等优点,在磁随机存取存储器(MRAM)、TMR磁头和磁传感器等自旋电子器件上颇受欢迎,有着广阔的应用前景.重点介绍了隧道磁电阻效应中自旋相关输运特点及原理,阐述了最近几年国内外最新研究进展,最后讨论了隧道磁电阻效应在实际应用中所面临的一些问题.     

金属磁电阻薄膜材料及其在高灵敏度磁传感器中的应用技术开发

上个世纪九十年代迅速发展起来的巨磁电阻（GMR）材料用于制作高灵敏度磁传感器具有广阔的应用前景，如用在计算机硬盘磁头可使硬盘存储密度提高一百倍。目前，其应用正向更广泛领域扩展，如：电子罗盘，磁编码器，磁栅尺，电度表，无损检测等等，具有广阔市场，所以国际上极为重视。目前国际上利用传统的各向异性磁电阻（AMR）材料制作的磁传感器，其磁场分辨率指标为40微高斯，我国还没有这种产品。GMR材料比AMR材料磁电阻变化率大，灵敏度高，国际上目前正在研制巨磁电阻高灵敏度磁传感器，但尚未产业化。本项目就是要在我国实现GMR和AMR材料及其高灵敏度磁传感器的产业化。     

有机磁电阻效应研究进展

介绍了近年国际上在π共轭有机半导体中新发现的有机磁电阻效应(Organic magnetoresistance,O-MAR)实验和理论的研究进展,展望了有机磁电阻效应的应用和研究.有机磁电阻效应不仅具有各向同性、常温下大磁电阻率和高磁场灵敏度的特点,而且不同于传统的磁电阻效应和目前广泛研究的巨磁电阻效应(Giant magnetore-sistance,GMR),其结构中不包含磁性材料也没有外部极化自旋的注入,是有机半导体的一种内禀性质.     

巨磁电阻在计算机存储领域的应用

用巨磁电阻（GMR）材料的构成的磁电子学新器件,已开始在计算机存储领域成功地获得了应用,介绍了用于计算机硬盘驱动器的巨磁电阻磁头和巨磁电阻随机存储存储器,描述了它们的工作原理,性能特点及研究现状和发展趋势。     

自旋相关隧道磁电阻效应研究进展

自旋隧道磁电阻与多层膜巨磁电阻相比，磁电阻具有工作外场低、灵敏度高、温度系数小等特点，因而在磁电子器件应用中受到人们的重视。作为隧道磁电阻的基础，首先介绍了与隧道磁电阻紧密相关的自旋极化和自旋相关输运特点，然后着重阐述了磁性隧道结、铁磁金属颗粒膜、纳米多晶的隧道磁电阻效应的原理和最新研究进展，最后提出目前隧道磁电阻研究中存在的问题并对其发展作了展望。     

1997～1998年磁性功能材料进展

综述了磁性功能材料研究在1997～1998年间的若干新进展。内容包括(1)磁隧穿型巨磁电阻材料，(2)高矫顽力Sm-Co基薄膜永磁材料，(3)垂直磁记录介质材料，(4)纳米晶软磁材料，(5)薄带(膜)巨磁致伸缩材料。     

不同磁相纳米颗粒膜的巨磁电阻

用玻恩(Born)散射方法计算了具有两类不同磁相的颗粒膜的巨磁电阻(GMR),结果表明,在低温(4.5K),小磁性颗粒(包含原子数n ≤12)对巨磁电阻只有很小的贡献,巨磁电阻值随颗粒包含原子数的增多而增加.在室温下,巨磁电阻主要由大磁性颗粒(n≥12)产生.理论计算较好地解释了实验所观测到的结果.     

2001～2002年磁性功能材料新进展

综述了2001～2002年间国内外磁性功能材料在研究和应用方面的新进展．内容包括：高矫顽力(Hc)的Nd-Fe-B永磁材料；磁形状记忆材料；稀土氧化物磁电阻材料；钡(Ba)铁氧体的铁磁共振；巨霍尔效应和巨法拉第效应材料。     

磁性功能材料的若干新进展

本文综述了几种磁性功能材料的若干新进展。这些材料包括巨磁矩材料、巨法拉第（Ｆａｒａｄａｙ）磁光材料、巨磁电阻材料、低温磁致冷材料、稀释磁性半导体材料和超铁磁性纳米材料。     

巨磁电阻效应

介绍了巨磁电阻效应的概念和研究意义,对金属及其合金的磁电阻效应、负巨磁电阻效应以及正磁电阻效应产生的机理进行了简要分析,并展望了巨磁电阻效应未来的研究。     

Fe为过渡层的Co/Cu/Co三明治巨磁电阻效应的研究

用超高真空电子束蒸发方法成功制备了以不同厚度Fe为过渡层的Co/Cu/Co三明治巨磁电阻样品,与以Cr为过渡层的Co/Cu/Co三明治巨磁电阻样品比较,样品的矫顽力大大减小,因而样品的磁灵敏度有了较大地提高。当Fe过渡层的厚度为7nm时样品的磁电阻值最大。另外,温度更强烈地影响以Fe为过渡层样品的磁电阻值,在77K下样品的磁电阻曲线表现出明显的不对称性,它来源于低温下fcc Fe过渡层的反铁磁性转变。     

La_(1-x)Ca_xMnO_3低温高磁场下的电脉冲诱导电阻转变效应

对La1-xCaxMnO3(x=0.3,0.5)多晶材料的巨磁电阻效应及低温高磁场下的电脉冲诱导电阻可逆变化(EPIR)效应进行了研究,并对两者之间的区别进行了分析.实验结果表明,La1-xCaxMnO3(x=0.3和0.5)多晶材料在低温高磁场下仍具有EPIR效应,电阻在相同电脉冲下的变化率不随温度和施加磁场与否发生变化,表现出不同于巨磁电阻效应的变化规律.结合之前的研究结果,发现巨磁电阻效应是由于磁场造成磁矩的有序并继而造成电子的退局域化引起的,而EPIR效应则是由于电脉冲诱导氧离子迁移,导致载流子浓度变化引起的.     

巨磁电阻多层膜结构的研究进展

归纳了巨磁电阻效应发现以来在各种合金体系中出现的巨磁电阻多层膜材料,对其性能和晶体结构进行了对比分析,着重从界面粗糙度、元素混合和晶体学织构等方面,评述了巨磁电阻多层膜结构的国内外研究现状,讨论了各种结构参数对巨磁电阻效应的影响。     

谈谈热敏电阻湿度传感器应用

热敏电阻是一种阻值随温度变化的半导体器件,通常采用氧化镍、氧化锰等金属氧化物材料制成。由于热敏电阻具有体积小、灵敏度高、可靠性好等优点,用它制作测温元件、温度补偿元件,已受到人们的广泛重视。目前热敏电阻的应用领域正在扩大,     

稀土原材料价格上涨对稀土新材料生产成本的影响

在新材料领域,稀土元素丰富的光学、电学及磁学特性得到了广泛应用。稀土新材料主要包括稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土发光材料、贮氢材料、磁制冷材料、光导纤维、磁光存储材料、巨(庞)磁电阻材料、稀土激光材料、超导材料、介电材料等。这些材料被广泛地应用在航天、航空、信息、电子、能源、交通、医疗卫生等领域。我国已经在稀土永磁材料、储氢材料、发光材料、催化材料和抛光粉材料等5大材料领域形成了一定的产业规模。2011年,我国生产了8.85万t钕铁硼永磁材料,1.25万t储氢合金,1.55万     

Si作过渡层的Co/Cu/Co三明治膜中高灵敏度巨磁电阻效应和平面内磁各向异性

用高真空电子束蒸发方法制备了以半导体材料Ｓｉ 为过渡层的Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ三明治膜并研究了其巨磁电阻效应。当Ｓｉ 过渡层厚度达到０．９ｎｍ 时,三明治膜中开始出现较强的平面内磁各向异性。在Ｓｉ１．５ｎｍ／Ｃｏ ５ｎｍ／Ｃｕ ３ｎｍ／Ｃｏ ５ｎｍ结构中,在其易轴上得到了５ ．５％ 的巨磁电阻值和０．９ ％／Ｏｅ 的高磁场灵敏度。研究了过渡层Ｓｉ／Ｃｏ 界面之间的相互扩散,发现在过渡层Ｓｉ 与Ｃｏ 层间形成了ＣｏＳｉ 化合物。这个硅化物界面层诱导了三明治膜的平面内磁各向异性,从而导致了易轴上高灵敏度巨磁电阻效应。     

自旋在有机半导体中的输运

当前的微电子器件主要是通过控制半导体中载流子的电荷来存储、处理和传输信息,电子的自旋自由度长期在这些应用中被忽略。自旋电子学主要是研究与载流子的自旋相关的各种现象和效应,为在微电子器件中集成这些自旋效应,产生各种更新更强的功能的自旋器件奠定基础。有机半导体材料由于自旋轨道作用和超精细作用很弱,自旋扩散长度被认为很长,因而是一种具有很强应用潜力的自旋电子材料。最近,我们研究组首次成功的在低温下,以有机材料Alq_3作为中间层,La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3(LSMO)和Co分别作为两个电极的三明治结构中,低温下获得了高达40%的巨磁电阻效应。磁电阻随有机材料厚度的增加指数衰减,根据修正后的Jullierre模型,自旋扩散长度估计为约45nm。另外,巨磁电阻效应随温度的升高而降低,在温度较高时,样品除了有巨磁电阻效应之外,还明显表现出一种物理机理完全不同的高场磁电阻效应,电阻随磁场的增加而持续降低。为了进一步研究这种高场磁电阻效应的物理机理,我们制备了仅有一个铁磁性电极的有机发光二极管LSMO/有机/Al器件,实验结果表明高场磁阻效应与有机材料和制备方法无关,同时,发光器件的电致发光效应随磁场的增大而...     

磁电阻材料及其应用的研究进展

本文综述了磁电阻（MR）材料的研究进展，并对目前研究热点的四类巨磁电阻（GMR）材料进行了根据评述，侧重论述MR材料在信息存储等领域的应用，明确指出开发和应用MR材料的关键问题是提高各类GMR材料的室温MR值和降低其工作磁场。     

金属颗粒膜巨磁电阻效应的机制和影响因素

由于巨磁电阻效应在磁记录设备和传感器的潜在应用，具有该效应的材料得到了广泛地研究。特别是继金属多层膜之后的金属磁性颗粒膜，由于其制备简单，巨磁电阻效应的机理较为复杂，受到人们的青睐。本文综述了金属磁性颗粒膜中巨磁电阻效应的自旋相关散射机制和影响因素。在此基础上，指出了当前值得注意的研究方向。