论文部分内容阅读
本文实验研究了庞磁阻材料薄膜特性和YBCO薄膜中自旋极化准粒子的注入效应，得到了一些有益的结果。主要研究内容：
一、利用固相烧结法制备了不同成分的Nd1-xSrxMnO3大块样品，其中Nd0.7Sr.3MnO3具有最大的巨磁电阻率，在1T的磁场下MR=24.2％。利用PLD工艺，Nd07Sr0.3MnO3块材为靶材，制备了不同沉积温度Ts的薄膜，测量表明：衬底温度Ts在500℃-750℃的宽广范围内，Nd0.7Sr.3MnP3薄膜均有相当好的C轴取向。其C轴晶格常数约等于其单晶块材的晶格常数(0.772nm)，表明了薄膜的氧正分。在不同沉积温度Ts下，单取向Nd07Sr03MnO3薄膜的晶格常数C不同，这与薄膜的氧含量有关。外加磁场为1T时，Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜的磁电阻MR达到84％(Ts=500℃)，比多晶块样的磁电阻MR(MR=24.2％)要大得多。薄膜的AFM图表明，薄膜表面颗粒尺寸与Ts有关，合理解释了峰值电阻RM-Ts的变化规律。同时，Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜的电阻温度系数TCR达到5.99％(Ts=600℃)。
二、采用以名义成分为Nd0.7Sr0.3Ag0.1MnO3的多晶块材作为PLD的靶，用类似的工艺所得到的制备态(as-grown)Ag-NSMO膜的MR值有很大提高，1T之下可达118％，而电阻温度系数TCR的值变化不大；采用氧气气氛下高温热处理能进一步提高MR值达438％，而电阻温度系数TCR也有显著提高，达到15.67％。初步分析表明，Ag的添加以形成附加相，同时通过高温氧气后处理使Ag-NSMO膜有正分的氧含量是提高MR的有效方法之一。所用的衬底为LAO，它与YBCO的晶格常数比较接近。因此，对YBCO薄膜为基底的M0.7Sr0.3MnO3/STO/YBCO，Nd0.7Sr0.3MnO3/LAO/YBCO多层结构的制备比较兼容，为准粒子注入、自旋极化电子注入YBCO超导膜提供了可能。
三、采用采用Nd0.7Sr0.3MnO3/SrToP3/YBa2Cu3O7-δ的异质结构，在56μm宽的YBCO膜条上成功地制备了与超导膜条同样宽度但不同长度的六个注入结区，长度L分别为80μm，40μm，20μm，10μm，5μm和2μm。16K温度下测量表明，80nm厚的YBCO薄膜Jc=2×105A/cm2。Iinj=0.5mA的自旋电流注入下，随L从80μm逐渐顺次减小时，注入效率η(η≡AJc/△Jinj)逐渐增大。当L≤20μm后，η不再增加，达到几乎相同的η≌6。初步分析认为这与自旋极化准粒子在超导膜内的有效扩散长度有关。异质结构中YBCO薄膜保持良好的超导电性，同时注入结区有合适的尺寸，对获得大的自旋注入效率是十分重要的。