低温下铁磁性金属中由电子-磁子散射导致的各向异性磁阻效应

本文采用Kubo公式计算了低温下铁磁性的含局域磁矩的金属中由于电子-磁子散射而导致的电阻,并分析了其磁阻随温度和外加磁场的变化情况.在各向同性近似下,小动量转移的电子-磁子散射导致了低温下的电阻正比于温度的平方:ρ~T~2.当考虑了实际材料磁有序的各向异性后,其磁阻效应显示出显著的各向异性特征:沿着材料的磁化方向施加磁场时,磁阻为负;而垂直于磁化方向施加磁场时,由于自旋涨落的增强,磁阻为正.本文的计算结果与实验观察到的铁磁金属材料HoAl_2和La_(1-x)Ca_xMnO_δ的磁阻行为相符.     

低温下铁磁性金属中由电子-磁子散射导致的各向异性磁阻效应北大核心CSCD

本文采用Kubo公式计算了低温下铁磁性的含局域磁矩的金属中由于电子-磁子散射而导致的电阻,并分析了其磁阻随温度和外加磁场的变化情况.在各向同性近似下,小动量转移的电子-磁子散射导致了低温下的电阻正比于温度的平方:ρ~T^2.当考虑了实际材料磁有序的各向异性后,其磁阻效应显示出显著的各向异性特征:沿着材料的磁化方向施加磁场时,磁阻为负;而垂直于磁化方向施加磁场时,由于自旋涨落的增强,磁阻为正.本文的计算结果与实验观察到的铁磁金属材料HoAl_2和La_(1-x)Ca_xMnO_δ的磁阻行为相符.     

紫外光辐照对TiO2纳米线电输运性能的影响及磁阻效应研究

采用溶胶凝胶法以及静电纺丝法, 利用热处理工艺, 成功制备出了多晶锐钛矿型TiO₂纳米线, 通过两线法在室温下测试单根TiO₂纳米线的V-I曲线来研究其电输运性能及磁阻效应. 结果表明: 在无光照环境下其V-I曲线为不过零点的直线, 零场电阻较大, 在磁场作用下电阻下降, 表现出负磁阻效应; 紫外光辐照环境下TiO₂纳米线载流子浓度增加使得电阻变小, 然而在磁场作用下电阻增大, 表现为正磁阻效应. 紫外光辐照导致的载流子浓度变化, 使得负磁阻转变为正磁阻, 我们将磁阻变化归结为d电子局域导致的负磁阻与能带劈裂导致的正磁阻两种机理相互竞争的结果.     

Pb_(0.50)Sr_(0.75)Y_(0.70)Ca_(0.25)Cu_(1.70)O_y单晶的磁阻研究

对低掺杂区非超导的Pb_(6.56)Sr_(?)Y_(?)Ca_(?)Cu_(?)O_y单晶样品进行了电阻和磁阻的测量,发现在低温下电阻温度关系遵从变程跳跃传导的R=R_(?)exp[(T_(?)/T)~(?)]的变化规律,这说明该样品处于强局域化区域.在低温下的磁阻为负并有明显的各向异性,这表明这类体系的磁阻主要来自于轨道效应的贡献,并且可能受到自旋-轨道散射的影响.     

锯齿形石墨烯反点网络加工与输运性质研究

具有特定边界的石墨烯纳米结构在纳电子学、自旋电子学等研究领域表现出良好的应用前景.然而石墨烯加工成纳米结构时,无序的边界不可避免地会降低其载流子迁移率.氢等离子体各向异性刻蚀技术是加工具备完美边界石墨烯微纳结构的一项关键技术,刻蚀后的石墨烯呈现出规则的近原子级平整的锯齿形边界.本文研究了氮化硼上锯齿形边界石墨烯反点网络的磁输运性质,低磁场下可以观测到载流子围绕着一个空位缺陷运动时的公度振荡磁阻峰.随着磁场的增大,朗道能级简并度逐渐增大,载流子的磁输运行为从Shubnikov-de Haas振荡逐渐向量子霍尔效应转变.在零磁场附近可以观测到反点网络周期性空位缺陷的边界散射所导致的弱局域效应.研究结果表明,在氮化硼衬底上利用氢等离子体刻蚀技术加工锯齿形边界石墨烯反点网络,其样品质量会明显提高,这种简单易行的方法为后续高质量石墨烯反点网络的输运研究提供了新思路.     

Pb0.50Sr0.75Y0.70Ca0.25Cu1.70Oy单晶的磁阻研究

对低掺杂区非超导的Pb_(6.56)Sr_(?)Y_(?)Ca_(?)Cu_(?)O_y单晶样品进行了电阻和磁阻的测量,发现在低温下电阻温度关系遵从变程跳跃传导的R=R_(?)exp[(T_(?)/T)~(?)]的变化规律,这说明该样品处于强局域化区域.在低温下的磁阻为负并有明显的各向异性,这表明这类体系的磁阻主要来自于轨道效应的贡献,并且可能受到自旋-轨道散射的影响. 关键词：     

磁场诱导Gd5Ge4体系的低温输运跳跃和相分离研究

报告了作者对Gd_5Ge_4合金样品进行了磁化和电输运测量的研究结果,实验表明,磁化强度随外磁场的增加而出现台阶式跳跃,磁转变的可逆性与温度存在有密切的关联.在由磁场导致的磁转变附近电阻率随着磁场的增加亦表现出台阶式磁电阻现象,并在不同温区表现出正负不同的磁电阻效应,4.2K时呈现正磁电阻效应,而在16和20K时呈现出负磁阻效应,即铁磁相的阻值小于反铁磁相的阻值.结果证明了在Gd_5Ge_4中存在的典型相分离特征,从而在磁场诱导下发生了反铁磁到铁磁的转变,并对这种奇异磁电阻效应的物理机制进行了讨论.     

高纯硅中补偿性杂质的光热电离光谱

首先测量了高纯n型硅样品在接近液氦温度区域内随温度变化的光热电离光谱,确定了硅样品的最佳光热电离温度范围. 在该温度范围内,在有本征带隙光照射条件下,测量了样品的高分辨率光热电离光谱,同时观察到了来自主要浅杂质施主磷以及补偿性杂质硼的正信号. 随后,应用外加磁场,对硼的光热电离光谱进行了研究,发现来自硼的光热电离信号,在外加磁场作用下,发生了由正向负信号的转变. 通过对该现象进行分析讨论,排除了该现象是温度效应的可能,指出普遍用来解释补偿性杂质光热电离响应的Darken模型存在不足,而少数载流子快速复合模 关键词： 高纯硅 光热电离光谱 元素半导体中的杂质和缺陷能级 少数载流子快速复合     

非简并p型Hgi-xMnxTe单晶（z〉0.17）的负磁电阻机理研究

研究磁性半导体中负磁电阻产生机理对正确理解载流子与磁性离子间的sp．d磁交换作用是非常重要的．通过变温（10-300K）磁输运和变温（5-300K）磁化率实验研究了一系列不同Mn含量非简并P型Hgl-xMn。Te单晶佃〉0．17）的负磁电阻和顺磁增强效应．实验结果表明其负磁电阻与温度的关系和磁化率与温度的关系基本一致,两者都包含一个呈指数型变化的温度函数exp（-K／T）．根据磁性半导体的杂质能级理论,非简并P型H譬1-xMnxTe单晶在低磁场范围内出现负磁电阻效应的主要物理机理为外磁场的磁化效应使得受主杂质或受主型束缚磁极化子的有效电离能减小．     

有机固体中载流子陷阱的表征

有机固体包括有机分子晶体、非晶态有机固体、有机高聚物等.在有机固体中保持单个分子的特性,如吸收光谱;分子间的范德瓦耳斯相互作用能比较小,即使是单晶体,也容易产生结构欠序和杂质、晶界等缺陷.这些缺陷使电子价带与导带间的禁区中出现局域能级,导带的载流子(电子)或价带的载流子(空穴)会被局域于这些杂质或缺陷的附近,出现电荷存储现象,影响稳态和瞬态电导下的载流子输运,导致暗导的非欧姆性、载流子迁移率的下降、光导衰减时间大于光激发载流子的寿命等.多年来,这些一直被固体的电导和光导研究者所重视[1-6],并称这些局域能级为陷阱.…     

高T_c超导YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系输运特性的研究

本文中我们测量和研究了 YBa_2Cu_3O_(7-δ) 高 T_c 体系霍耳及磁阻效应,磁场范围 0—0.7T,温度范围 90—300K.我们发现,YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系载流子为空穴型,空穴的浓度随温度升高而增大;在 T_(c(onset))温度以上,电阻随磁场增大而减小,出现负磁阻效应;在 T_(c(onset))温度,我们观察到磁阻随磁场增大,由正变负的现象.最后,我们对实验现象进行了分析讨论,相应提出了物理模型,解释了实验结果.     

非简并p型Hg1-xMnxTe单晶(x>0.17)的负磁电阻机理研究

研究磁性半导体中负磁电阻产生机理对正确理解载流子与磁性离子间的sp-d磁交换作用 是非常重要的.通过变温(10---300 K)磁输运和变温(5---300 K)磁化率实验研究了一系列不同Mn含量 非简并p型Hg_1-xMn_xTe单晶(x>0.17)的负磁电阻和顺磁增强效应. 实验结果表明其负磁电阻与温度的关系和磁化率与温度的关系基本一致, 两者都包含一个呈指数型变化的温度函数exp(-K/T).根据磁性半导体的杂质能级理论, 非简并p型Hg_1-xMn_xTe单晶在低磁场范围内出现负磁电阻效应的主要物理机理 为外磁场的磁化效应使得受主杂质或受主型束缚磁极化子的有效电离能减小.     

Al0.22Ga0.78N/GaN二维电子气中的弱局域和反弱局域效应

通过磁输运测量研究了Al_0.22Ga_0.78N/GaN二维电子气的电子相干散射中的弱局域和反弱局域化现象.在外加弱磁场的情况下，该系统表现出正-负磁阻的变化，说明在Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结中存在晶体场引起的电子自旋-轨道散射.同时讨论了二维电子气中不同的散射时间对温度的依赖关系，实验得到的非弹性散射时间与温度成反比，表明非弹性散射机理主要来源于小能量转移的电子-电子散射. 关键词： 二维电子气 弱局域 磁阻     

在合金Fe1—yCoySi中一种新的磁电阻微观机制

在混价锰氧化物巨磁电阻材料中[例如,(Ｌａ,Ｃａ)ＭｎＯ3],材料的金属性来源于掺杂,而材料的磁性(局域磁矩)原本就存在于母化合物(ＬａＭｎＯ3)中,磁性的载体是Ｍｎ离子内能量较低的三个ｄ电子(ｔ2ｇ电子).外加磁场迫使传导电子的自旋与局域矩趋于平行,减小了传导电子在格点间跳转的库仑能,从而导致负的磁电阻效应,即外加磁场使电阻减小.此外,也有的材料表现出正的磁电阻效应,其中可能涉及各种各样的机制:(1)电子在磁场中由于洛伦兹力的作用产生回旋运动,它增加了电子受散射的几率,从而导致电阻增大.上述机制仅发生在磁场平行于电场的情况下…     

单层密集ZnO纳米棒阻变器件的导电机制

制备了一种具有多级存储效应的密集ZnO纳米棒阵列阻变存储器件,借助I-V曲线和荧光光谱分析了器件的电流传导机制和阻变机制,发现器件在不同的电阻态下分别属于欧姆传导和空间电荷限制电流( SCLC)传导机制。正向电场作用使纳米棒表面耗尽区的氧空位V++密度增大,完善了电子传输的导电细丝通道,器件实现了由高阻态向低阻态的转变;在反向电压作用下,导电通道断裂,器件恢复到高阻态。     

p型半导体金刚石膜的磁阻效应

在p型硅(100)衬底上,采用衬底负偏压微波等离子体CVD方法进行了p型异质外延金刚石膜的生长.用O₂等离子体刻蚀技术将金刚石膜刻蚀成长条形,利用四探针法在0—5T的磁场范围内测量了样品的磁阻.实验结果表明,p型异质外延金刚石膜可以产生较大的磁阻.在Fuchs-Sondheimer(F-S)薄膜理论的基础上考虑晶格散射、杂质散射和表面散射,通过求解Boltzmann方程,利用并联电阻模型研究了p型异质外延金刚石膜的磁阻效应,给出了磁阻和金刚石膜厚度、迁移率、空穴密度及磁场的关系.讨论了表面散射和价带形变对p型异质外延金刚石膜磁阻的影响,初步解释了p型异质外延金刚石膜产生较大磁阻的原因 关键词： 金刚石膜 异质外延 磁阻效应 电导率     

利用霍尔效应研究热退火对黑硅材料电学性质的影响

利用霍尔效应测量了不同温度热退火后的黑硅的霍尔系数、载流子浓度、载流子迁移率和电导率.随着热退火温度的升高,黑硅内载流子的浓度缓慢下降,载流子迁移率却同步增加,这说明黑硅内载流子散射的主要形式是电离杂质散射.     

非线性响应对巨磁阻的影响

从非线性Kubo公式出发,计算了磁三明治结构的巨磁阻效应.通过考虑 电子运动垂直平面方向,自旋反射和界面处导电电子的散射作用,研究了电流在平面的巨磁 阻量子效应,发现非线性效应在不同程度上影响巨磁阻效应.在零温附近,温度参数对巨磁阻影响很小,而外场偏压的影响相对较大.     

碳化硅衬底上外延双层石墨烯的电输运性质

石墨烯是低维材料领域研究的热点,在这一体系中研究发现了诸多新奇的量子现象,深入理解石墨烯的电输运性质对于其在未来电子学器件中的应用具有重要的意义.本文通过热分解的方法在SiC单晶衬底上获得外延的双层石墨烯,并系统研究了其电输运性质.在小磁场范围内观测到弱局域化效应,并在较大的磁场区间发现了不饱和线性磁阻.通过角度依赖的磁阻测量,发现该线性磁阻现象符合二维体系的磁输运特征.还在平行场下观测到了负磁阻效应,可能是由双层石墨烯的转角莫尔条纹导致的局部晶格起伏导致的.本文工作加深了对于外延生长的层间具有一定转角的双层石墨烯的电输运性质的认识.     

外磁场对(Ga，Mn)As有效g因子的影响

利用时间分辨Kerr旋光技术测量低温下稀磁半导体Ga_0.937Mn_0.063As中光注入极化载流子的自旋进动信号,并观察到自旋极化载流子的有效g因子值随外磁场的增强而增大的反常现象.这归结于磁场导致局域化空穴转化为非局域化空穴,从而使自发磁化强度增强,有效g因子值增大.基于此物理图像,进一步给出了(Ga,Mn)As的有效g因子与外磁场的关系式. 关键词： 时间分辨Kerr旋光测量 Zeeman效应 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida模型