钴和氮化钴薄膜的反常霍尔效应

来源 :河北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hpsjsj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
反常霍尔效应(Anomalous Hall Effect,AHE)作为探究和表征铁磁性材料中巡游电子输运特性的重要手段和工具,对于整个稀磁半导体材料中自旋电子输运性质的研究起着十分重要作用。近年来,伴随着反常霍尔效应贝里相理论的提出,使得反常霍尔效应的研究再次成为凝聚态物理学研究的热点。  尽管反常霍尔效应的发现已有百余年之久,但关于其产生的理论机制依旧存在激烈的争论。争议的焦点是反常霍尔效应的产生机制,是能带效应还是散射效应。1954年Karplus和Luttinger首先提出了反常霍尔效应的本征机制,认为AHE的产生仅由材料的能带结构决定,而与材料中杂质或缺陷的散射无关。随后,Smit(1955年)和Berger(1971年)先后对KL的本征机制产生了质疑,并分别提出与散射相关的斜散射(Skew scattering)机制和侧跳(side jump)机制。近年来,随着人们对量子霍尔效应研究的深入,拓扑学的发展,研究者们将贝里相的概念引入到反常霍尔效应的研究中来。  结合贝里相理论第一性原理计算,实现了反常霍尔效应的定量化研究,并预测了能带结构对反常霍尔效应的重要贡献。考虑到材料能带显著依赖于材料的晶体结构,本文从改变样品相结构作为出发点,分别制备了系列的Co薄膜和Co-N薄膜,并对其AHE进行了研究和探讨。这种将相结构与AHE相结合的方法为AHE的研究提供了新思路,对于反常霍尔效应理论机制的研究具有重要意义,具体工作如下:  1)利用直流磁控溅射,通过改变衬底的温度,在不同温度下制备了系列Co薄膜样品,XRD测量Co的相结构强烈的依赖于基片温度,随着衬底温度的升高,样品由六方的ε-Co逐渐过渡到立方的α-Co。在转变过程中样品的饱和磁化强度略有增加,而剩余电阻从296 K样品的351.4μΩ·cm减少到873 K温度下制各样品的4.3μΩ·cm。通过反常霍尔效应研究发现,ε-Co薄膜的AHE主要来源于斜散射机制,而α-Co的AHE由本征机制和斜散射机制共同起作用。  2)通过直流磁控溅射,不断改变反应气体中的氮气压xN,在270℃的玻璃衬底上制备系列Co-N薄膜。XRD测试显示氮分压从0%到4%的变化过程中,样品逐渐由立方Co结构过渡为立方Co4N结构,而氮分压从6%到16%的变化过程中,样品逐渐形成六角Co3N结构。随着氮分压的增加(0-10%),样品的饱和磁化强度降低,而且纵向剩余电阻从65.1μΩ·cm增加到471.2μΩ·cm。AHE测量结果显示不同氮分压下制备的样品的反常霍尔效应主要来源于斜散射机制,而且还存在相对较弱的本征机制和侧跳机制。
其他文献
目前,关于电磁感应透明效应的研究,是物理学研究的一个新热点.由于电磁感应透明效应可导致介质的线性和非线性极化率发生极大的变化,使介质具有如下独特的光学特性:(1)介质的
光纤光栅具有优良得滤波特性及对温度和应变的响应特性,是近年来迅速发展起来的一种新型光纤光子器件,在光纤通信与光传感领域有着广泛而良好的应用前景.该文主要介绍了作者
心情笔记:rn今天原本是值得开心的一天,可现在的我一点都高兴不起来.我今天在学校举办的诗词朗诵大赛上获得了二等奖!一放学,我就飞奔回家,想把这个激动人心的好消息告诉爸妈
期刊
Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金是一种性能优异的软磁材料,具有高磁导率、高居里温度、低损耗等特点,已经广泛应用在各类变压器,电流互感器等产品中,并取得良好的效果.但现
随着电磁理论的发展和计算机性能的不断提高,计算电磁学在最近几年得到了长足的发展。其中,时域有限差分法(FDTD)由于其独特的性能和优点得到了越来越广泛的应用和重视。 本
Si基材料作为一种新型热电材料的研究近些年来备受研究者们的广泛关注。能成功制备出具有高热电转换效率的Si基热电材料,对于解决能源紧缺问题,以及开发出高性能绿色环保材料
由于光孤子在远距离传播过程中形态、幅度和速度都保持不变的特性,可以实现超长距离、超大容量的光通信,使得它在光通信、光学逻辑器件方面有着非常重要的应用。光孤子的出现对
原诗rn山居秋暝rn@王维rn空山新雨后,天气晚来秋.rn明月松间照,清泉石上流.rn竹喧归浣女,莲动下渔舟.rn随意春芳歇,王孙自可留.rn注释rn1.暝:以造字法解读,左边是“太阳”,右
期刊
利用非平衡态格林函数方法研究了量子点-Majorana费米子体系的量子输运性质,得出了体系的微分电导,普函数以及自旋电流,并对结果进行了讨论.  首先,研究了Majorana费米子耦合平
该论文采用超快速激光光谱学方法,探究了金刚石纳米晶的发光特性,发现其荧光的衰减是一个皮秒量级的超快单指数过程,有别于在同样条件下得到的微米和块体金刚石晶体的较长寿