SrTiO3掺杂La-K-Mn-O系统的电磁性质

用溶胶-凝胶制备了La0.833K0.167MnO3-SrTiO3(LKMO/STO)系列样品,并研究了它们的结构、磁性和输运特性.X射线衍射实验表明,1200℃烧结的LKMO/STO(STLK12)是一个均匀的固溶相.其电阻率表现为绝缘体的行为,而纯La0.833K0.167MnO3(LKMO)样品随温度的升高则有金属-绝缘体转变.在低场下(μ0H=0.02 T),对STLK12样品,当温度从220 K降低到4 K时,磁电阻从0.2%升高到11%.在高场下(μ0H=5.5 T),随着温度降低,磁电阻几乎是线性增大.在4.2 K时,达到65%.比纯LKMO样品40%的磁电阻高出了25%.我们用晶界处的自旋极化隧穿效应定性地解释了这种增强的磁电阻效应.     

SrTiO3掺杂La-K-Mn-O系统的电磁性质

用溶胶-凝胶制备了La_0.833K_0.167MnO₃-SrTiO₃ (LKMO/STO)系列样品，并研究了它们的结构、磁性和输运特性.X射线衍射实验表明，1200℃烧结的LKMO/STO (STLK12)是一个均匀的固溶相.其电阻率表现为绝缘体的行为，而纯La_0.833K_0.167MnO₃ (LKMO)样品随温度的升高则有金属-绝缘体转变.在低场下(μ₀H=0.02 T)，对STLK12样品，当温度从220 K降低到4 K时，磁电阻从0.2%升高到11%.在高场下(μ₀H=5.5 T)，随着温度降低，磁电阻几乎是线性增大.在4.2 K时，达到65%.比纯LKMO样品40%的磁电阻高出了25%. 我们用晶界处的自旋极化隧穿效应定性地解释了这种增强的磁电阻效应. 关键词： 低场磁电阻 高场磁电阻 自旋极化隧穿 钙钛矿     

稀土锰氧化物的低场磁电阻效应

具有庞磁电阻效应的掺杂稀土锰氧化物因为其高的自旋极化率和自旋极化输运行为而表现出显著的低场磁电阻效应。这一效应在氧化物自旋电子学中有着深远的潜在应用前景。本文综述了国内外近年来在锰氧化物低场磁电阻增强这一研究领域的进展和存在的一些问题。全文分三个部分，首先概述了基于自旋极化散射和自旋极化隧穿两种输运机制的磁电阻理论；然后重点介绍掺杂稀土锰氧化物低场磁电阻增强的主要研究进展，这些进展背后的基本物理图象是通过人为引入自旋无序介质形成自旋极化散射和自旋极化隧穿，从而增强其低场磁电阻；第三部分讨论了基于掺杂稀土锰氧化物的磁性隧道结制备和输运性质。本文最后提出了锰氧化物低场磁电阻增强研究应该关注的一些物理问题。     

(1-x)La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3/xCoFe_2O_4复合体系的电子输运和磁电阻特性的研究

本文采用两步法制备了(1-x)La0.7Ca0.3MnO3/xCoFe2O4复合样品,对样品的电磁输运特性的测量表明,随着CFO含量的增加,复合样品电阻率增大,且出现双峰,而比饱和磁矩却先减小后增大;另外在样品中观察到了低温增强的磁电阻效应,这一低场磁电阻效应与颗粒晶界处传导电子所受到的自旋极化隧穿和散射有关.     

自旋角动量转移效应的实验研究

近几年来,自旋角动量转移效应引起了人们越来越多的关注。这种效应会带来所谓的新一代电流驱动磁性存储或逻辑器件,例如运用自旋角动量转移效应进行数据写入的磁随机存储器、磁纳米线跑道存储器以及电流驱动的微波发生器等等。本文简单介绍了近几年国际上在自旋角动量转移效应实验研究方面的一些重要成果。     

自旋角动量转移效应的实验研究

近几年来，自旋角动量转移效应引起了人们越来越多的关注。这种效应会带来所谓的新一代电流驱动磁性存储或逻辑器件，例如运用自旋角动量转移效应进行数据写入的磁随机存储器、磁纳米线跑道存储器以及电流驱动的微波发生器等等。本文简单介绍了近几年国际L在自旋角动量转移效应实验研究方面的一些重要成果。     

多晶Sr2Fe1－xAlxMoO6的晶粒内低场磁电阻效应

用传统的固相反应法合成了Fe位掺杂Al的双钙钛矿型氧化物Sr2Fe1-xAlxMoO6 (x=00，005，010，015，03)多晶材料. x射线衍射和扫描电子显微分析显示，在Fe位掺杂Al既没有引入杂相，也没有明显改变Sr2FeMoO6多晶材料的晶粒尺寸和晶界状态. 非磁性Al离子的掺杂使晶粒内部磁有序区细化成更小的区域，同时使反铁磁区内的磁耦合作用变弱. 这一方面提高了亚铁磁区磁化方向的磁场灵敏度；另一方面也降低了反铁磁区对自旋相关电子的散射；两方面的共同作用使Sr2FeMoO6的低场磁电阻效应明显增强，但这种尺寸效应也使材料的磁电阻在高温下下降得更快. 关键词： 低场磁电阻 掺杂 自旋极化电子     

自旋极化的电流——2007年度诺贝尔物理学奖评述

2007年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿尔贝·费尔(Albert Fert)和德国物理学家彼得·格伦贝格（Peter Grünberg）,以表彰他们发现了巨磁电阻（giant magnetoresistance, GMR）效应.这是在铁磁和非磁薄膜交替组成的人工超晶格中观察到的.GMR现象起源于载流子自旋与材料磁性的相互作用.该效应的应用革新了硬盘中读取数据的技术,使硬盘技术在过去十年得到飞速发展;另一方面,GMR效应的发现是新的自旋电子学的开端.通过电子自旋的量子效应,人们可以期待更多的发现和创新技术.     

自旋输运和巨磁电阻--自旋电子学的物理基础之一

介绍磁性纳米结构和锰氧化物中电子的自旋极化输运和巨磁电阻效应，它们是新近发展的自旋电子学的物理基础之一．着重讨论的是以下三方面的基本物理图像：磁多层结构的巨磁电阻，铁磁隧道结的隧穿磁电阻，掺杂锰氧化物的庞磁电阻效应．     

自旋相关的电子隧穿和自旋极化

研究了电子的自旋相关的隧穿和极化。在外加磁场的作用下，自旋向上的电子与自旋向下的电子具有不同的隧穿系数。当电子的自旋方向与磁场方向相反时，其隧穿概率受到磁场的抑制而变小；反之，当两平行时，电子的了隧穿系数增大。这种差异可以用本中定义的自旋极化率来表示。本对不同磁场下的自旋极化率进行了计算，结果也表明当电子的动能较小，这种自旋极化的效应越显。     

Magnetization reversal mechanism of magnetic tunnel junctions

Using the ion-beam-sputtering technique,we have fabricated Fe/Al2O3/Fe magnetic tunnelling junctions (MTJs).We have observed double-peaked shapes of curves,which have a level summit and a symmetrical feature,showing the magnetoresistance of the junction as a function of applied field.We have measured the tunnel conductance of MTJs which have insulating layers of different thicknesses.We have studied the dependence of the magnetoresistance of MTJs on tunnel conductance.The microstructures of hard-and soft-magnetic layers and interfaces of ferromagnets and insulators were probed.Analysing the influence of MJT microstructures,including those having clusters or/and granules in magnetic and non-magnetic films,a magnetization reversal mechanism(MRM) is proposed,which suggests that the MRM of tunnelling junctions may be explained by using a group-by-group reversal model of magnetic moments of the mesoscopical particles.We discuss the influence of MTJ microstructures,including those with clusters or/and granules in the ferromagnetic and non-magnetic films,on the MRM.     

对称抛物势阱磁性隧道结中的自旋输运及磁电阻效应

研究了两端具有铁磁接触的对称抛物势阱磁性隧道结(F/SPW/F)中自旋相关的隧穿概率和隧穿磁电阻,讨论了量子尺寸效应和Rashba 自旋轨道耦合作用对自旋极化输运特性的影响.研究结果表明:隧穿概率和隧穿磁电阻随抛物势阱宽度的增加发生周期性的振荡.抛物势阱深度的增加减小了隧穿概率和隧穿磁电阻的振荡频率.Rashba 自旋轨道耦合强度的增加加大了隧穿概率和隧穿磁电阻的振荡频率.隧穿概率和隧穿磁电阻的振幅和峰谷比强烈依赖于两铁磁电极中磁化方向的夹角. 关键词： 磁性隧道结 Rashba 自旋轨道耦合 隧穿概率 隧穿磁电阻     

Electron transport in rectangular quantum wells

Experimental results on low-field and high-field electron transport in rectangular quantum wells are reviewed. The related theory is presented and the experimental results are examined in the light of the theory. It is concluded that although some experimental results are available and the theory of transport has been developed, numerical agreement between theory and experiments has not yet been reached. The author felicitates Prof. D S Kothari on his eightieth birthday and dedicates this paper to him on this occasion.     

Study of magnetoresistance and conductance of bicrystal grain boundary in La0.67Ba0.33MnO3 thin film

La_0.67Ba_0.33MnO₃ (LBMO) thin film is deposited on a 36.7°C SrTiO₃ bicrystal substrate using laser ablation technique. A microbridge is created across bicrystal grain boundary and its characteristics are compared with a microbridge on the LBMO film having no grain boundary. Presence of grain boundary exhibits substantial magnetoresistance ratio (MRR) in the low field and low temperature region. Bicrystal grain boundary contribution in MRR disappears at temperature T>175 K. At low temperature, I-V characteristic of the microbridge across bicrystal grain boundary is nonlinear. Analysis of temperature dependence of dynamic conductance-voltage characteristics of the bicrystal grain boundary indicates that at low temperatures (T<175 K) carrier transport across the grain boundary in LBMO film is dominated by inelastic tunneling via pairs of manganese atoms and tunneling through disordered oxides. At higher temperatures (T>175 K), magnetic scattering process is dominating. Decrease of bicrystal grain boundary contribution in magnetoresistance with the increase in temperature is due to enhanced spin-flip scattering process.     

不连续Co/SiO2多层膜的结构及其输运性质的研究

用射频磁控溅射方法制备了系列Co/SiO2不连续磁性金属绝缘体多层膜（DMIM） .经研究发现：对［SiO2(2.4 nm)/Co(t)］20体系，在Co层厚度小于2.5 nm时，Co层由连续变为不连续；Co层不连续时，其导电机理为热激发的电子隧穿导电，lnR与T-1/2接近正比关系; 隧道磁电阻（TMR）在Co层厚度为1.4 nm时出现极大值-3%.DMIM 的性质 不仅与磁性金属层厚度密切相关，而且与绝缘层厚度有密切的关系.在固定Co层厚度为 1.9 nm的情况下，研究了TMR随SiO2层厚度的变化 关键词： 不连续磁性金属/绝缘体多层膜 隧道磁电阻效应     

Tunneling Conductance and Magnetoresistance in Ferromagnet/Ferromagnet/d-Wave Superconductor Double Tunnel Junctions

The tunneling conductance and tunneling magnetoresistance (TMR) are investigated in ferromagnet/insulator/ferromagnet/insulator/d-wave superconductor (FM/I/FM/I/d-wave SC) structures by applying an extended Blonder-Tinkham-Klapwijk (BTK) approach. We study the effects of the exchange splitting in the FM, the magnetic impurity scattering in the thin insulator interface of FM/I/FM, and noncollinear magnetizations in adjacent magnetic layers on the TMR. It is shown (1) that the tunneling conductance and TMR exhibit amplitude-varying oscillating behavior with exchange splitting, (2) that with the presence of spin-flip scattering in insulator interface of FM/I/FM, the TMR can be dramatically enhanced, and (3) that the TMR depends strongly on the angle between the magnetization of two FMs.     

电磁波辐照下量子线的电子自旋极化输运性质

理论上研究Rashba自旋-轨道相互作(SOI)量子线在外电磁波辐照下的电子自旋极化输运性质.在自由电子模型下利用散射矩阵方法,发现当Rashba SOI较弱时,自旋极化率与外电磁场频率和电子入射能量无关,而当Rashba SOI较强时,自旋极化率则强烈依赖于外场频率和电子入射能量,其物理根源是Rashba SOI使子带混合引起的.此外,当电子的入射能量增加到打开另一通道阈值时,电子的透射率出现一个反常的台阶结构,这来源于电子与光子的非弹性散射而使电子在子带间的跃迁. 关键词： 量子线 电磁波 自旋极化输运 散射矩阵