自旋梯状化合物Sr14(Cu1-xZnx)24O41的电输运及磁学性质

采用标准固相反应法制备了Sr14(Cu1-xZnx)24O41(x=0, 0. 01, 0. 02, 0. 03)系列多晶样品. X射线衍射谱表明所有样品均呈单相,且样品晶格常数大小随Zn掺杂量x的变化存在微弱波动. X射线光电子能谱表明Sr14Cu24O41中Cu离子以+2价形式存在,Zn掺杂对体系中Cu离子化合价不造成影响. 磁化率测量结果表明在10~300 K温度范围内Zn掺杂使体系磁化率降低,拟合结果表明随着Zn掺杂量x的增大,居里-外斯项对体系磁化率贡献逐渐减弱,二聚体耦合能JD 逐渐降低,每个分子中CuO2 自旋链内二聚体个数ND 与自由Cu2+离子自旋数NF 均逐渐减少,进一步分析显示替换二聚体内Cu2+离子的Zn2+离子数少于替换自由Cu2+离子的Zn2+离子数. 电阻率测量结果表明Sr14Cu24O41体系具有半导体特性,并且Zn掺杂会使体系电阻率降低,降低程度随掺杂量x增大而增大,但并未使体系发生金属- 绝缘体转变. 认为电阻率降低可能是由于Zn2+离子掺杂使体系内CuO2 自旋链中二聚体发生退耦,破坏了电荷有序超结构,从而使更多的空穴释放出来并转移到导电性好的Cu2O3自旋梯子中所致.     

高温退火Fe3O4薄膜的结构和磁输运性质研究

利用直流反应磁控溅射方法制备了厚度为480nm,不同掺氧量γ的Fe3O4薄膜,再经过480度80分钟的高温退火处理.系统研究了薄膜的微结构和电、磁输运性质,发现随掺氧量增大,薄膜的电阻率从20.6增大到1100mΩcm,磁滞回线和磁电阻曲线表明在磁特性方面高掺氧量薄膜明显优于低掺氧量薄膜,当掺氧量为0.675:50时室温下薄膜有最大磁电阻2.1%.X射线衍射表明所有的Fe3O4薄膜都显示出外延生成倾向,磁电阻随温度变化曲线证实薄膜在低温时经历Verwey转变.综合比较表明掺氧量为0.65:50和O.675:50的薄膜具有最佳的结构和电磁特性.     

真空退火处理CoFe对薄膜结构及磁电阻特性的影响

用粉末冶金方法制备了Co90Fe10,研究了不同退火温度对电子束蒸发方法制备的CoFe薄膜磁电阻特性和微结构的影响。CoFe薄膜在优于5 5×10-4Pa的本底真空度下室温沉积在热氧化Si基片上。随后,样品在3×10-5Pa真空度下分别进行了150℃,280℃,330℃,450℃的60分钟退火处理。靶材的扫描电镜图像显示粉末冶金方法制备的靶材比较疏松。电阻率和磁电阻测量表明450℃退火处理能够明显降低CoFe薄膜电阻率和提高磁电阻变化率。X射线衍射发现沉积在热氧化Si基片上的CoFe膜(111)晶面面间距明显小于靶材相应晶面面间距,退火处理使膜(111)晶面面间距明显减小,趋向靶材面间距。     

ZnxFe3-xO4粉末的高温固相法制备及其磁学性质和输运性质

分别在空气和N2中高温烧结得到了不同掺杂浓度的Fe3O4∶Zn粉末.X射线衍射(XRD)结果表明,空气中烧结使得样品过氧化,生成大量的α-Fe2O3相,而N2环境下烧结可以获得较纯的ZnxFe3-xO4相.Zn2 在反尖晶石结构中A位的替位掺杂,影响到B位Fe阳离子的价态分布,电子输运依然保持了电子变程跳跃的传导机制.磁性测量结果显示低浓度的Zn2 掺杂对Fe阳离子之间的超交换耦合作用产生影响,也使负的磁致电阻的数值有所改善.     

真空退火处理CoFe对薄膜结构及磁电阻特性的影响

用粉末冶金方法制备了Co90Fe10,研究了不同退火温度对电子束蒸发方法制备的CoFe薄膜磁电阻特性和微结构的影响.CoFe薄膜在优于5.5×10-4Pa的本底真空度下室温沉积在热氧化Si基片上.随后,样品在3×10-5Pa真空度下分别进行了150℃,280℃,330℃,450℃的60分钟退火处理.靶材的扫描电镜图像显示粉末冶金方法制备的靶材比较疏松.电阻率和磁电阻测量表明450℃退火处理能够明显降低CoFe薄膜电阻率和提高磁电阻变化率.X射线衍射发现沉积在热氧化Si基片上的CoFe膜(111)晶面面间距明显小于靶材相应晶面面间距,退火处理使膜(111)晶面面间距明显减小,趋向靶材面间距.     

用纵向磁光克尔效应观察Co/Cu/Co三层膜正交方向磁矩随磁场的翻转过程

运用光弹调制器和锁向放大器作为主要的光电子仪器,搭建磁光克尔效应实验系统,将平行和垂直磁场应用于纵向磁光克尔(Kerr)效应,用来分析薄膜正交方向磁矩随磁场翻转的情况.应用此方法,研究了在不同衬底上用磁控溅射方法制备的Co(2.7 nm)/Cu(2 nm)/Co(2.7 nm)三层膜的磁性及磁矩翻转,探索其耦合机理.衬底与间隔层Cu层表面结构的差异,诱导了底层Co与表面层Co结构的差异,导致底层和表面层Co膜的矫顽力不同,从而实现了两铁磁层的磁矩翻转不一致.