本文關(guān)鍵詞：磁性異質(zhì)結(jié)中的磁電阻效應(yīng)和電致阻變效應(yīng)研究

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【摘要】：信息時(shí)代的重要標(biāo)志是信息和通信技術(shù)向生活的各個(gè)方面的滲透,在信息時(shí)代數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)必然益顯重要,將占有巨大的市場(chǎng)份額并與我們的日常生活息息相關(guān)。傳統(tǒng)晶體管因?yàn)槌叽缈s小而引起的技術(shù)瓶頸限制了其進(jìn)一步發(fā)展,新一代非易失存儲(chǔ)器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)保持時(shí)間久而被人們廣泛關(guān)注。其中基于磁阻效應(yīng)和電致電阻效應(yīng)機(jī)理的異質(zhì)結(jié)有望實(shí)現(xiàn)高密度、快速度、非揮發(fā)的信息存儲(chǔ),逐漸成為當(dāng)前熱點(diǎn)。本文通過(guò)原位掩模的方法制備了磁性隧道結(jié)MTJs和電致電阻異質(zhì)結(jié),并使用XRD、XPS、AFM以及電流-電壓源表對(duì)薄膜的的結(jié)構(gòu)組成、表面形貌以及輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了表征和分析,主要內(nèi)容包括:(1)利用電子束蒸發(fā)系統(tǒng)在Si襯底上用原位掩模的方法沉積了外延生長(zhǎng)的Fe Co/Mg O/Fe磁性隧道結(jié)。退火后在77 K下可以獲得-39%的負(fù)的隧穿磁電阻效應(yīng)(TMR),同樣結(jié)構(gòu)的隧道結(jié)在提高真空度后沒(méi)有這種現(xiàn)象。這種負(fù)磁電阻效應(yīng)的出現(xiàn)歸因于Fe Co/Mg O界面氧化提供的反向自旋極化。用液氮冷卻裝置,使得本底真空達(dá)到5×10-10 torr后,我們觀察到了50%的室溫磁電阻,并且隨著溫度的降低逐漸增強(qiáng),在77 K溫度下我們觀察到92%的磁電阻。再次經(jīng)過(guò)退火處理后,沒(méi)有負(fù)磁電阻效應(yīng)的出現(xiàn),但是在室溫下和低溫77 K下磁電阻的值都有明顯提高。(2)用脈沖激光(PLD)沉積的方法制備了n-Si/Si O2-Co Fe2O4/In三明治結(jié)構(gòu)的阻變單元,并就其制備工藝中的生長(zhǎng)溫度、氧分壓、是否保壓、阻變層的厚度對(duì)Co Fe2O4成膜的影響以及電學(xué)性能的改變進(jìn)行分析,優(yōu)化參數(shù)后在1.6 Pa氧壓、700℃、8 nm的條件下制備出了具有雙極性電阻開關(guān)特性的阻變單元,并對(duì)其導(dǎo)電機(jī)制進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】：負(fù)磁電阻效應(yīng) 磁存儲(chǔ)器 退火 阻變存儲(chǔ)器
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333;O484
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 緒論6-20
• 1.1 引言6-7
• 1.2 新型非易失存儲(chǔ)器的發(fā)展7-11
• 1.2.1 鐵電存儲(chǔ)器(Ferroelectaic RAM，，簡(jiǎn)稱FRAM)7-8
• 1.2.2 相變存儲(chǔ)器(Phase-change RAM，簡(jiǎn)稱PRAM)8-10
• 1.2.3 磁阻存儲(chǔ)器(Magnetic memory)10-11
• 1.3 阻變存儲(chǔ)器的阻變機(jī)理11-16
• 1.3.1 阻變現(xiàn)象11-13
• 1.3.2 阻變機(jī)理分類13-14
• 1.3.3 導(dǎo)電細(xì)絲理論14-15
• 1.3.4 空間電荷限制電流效應(yīng)15-16
• 1.3.5 肖特基發(fā)射效應(yīng)和P-F效應(yīng)16
• 1.4 幾種非易失存儲(chǔ)器性能的比較16-18
• 1.5 本文的選題背景及思路18-20
• 第二章 薄膜的制備方法及表征20-28
• 2.1 薄膜沉積技術(shù)20-23
• 2.1.1 激光脈沖沉積20-22
• 2.1.2 離子濺射22
• 2.1.3 電子束蒸發(fā)22-23
• 2.2 結(jié)構(gòu)表征23-28
• 2.2.0 X射線衍射(XRD)23-24
• 2.2.1 X射線光電子能譜(XPS)24
• 2.2.2 臺(tái)階厚度測(cè)試儀24
• 2.2.3 原子力顯微鏡（AFM）24-25
• 2.2.4 I-V測(cè)量?jī)x器Keithley2400性能及參數(shù)25-28
• 第三章 FeCo/MgO/Fe薄膜的TMR效應(yīng)28-38
• 3.1 磁存儲(chǔ)器28
• 3.2 隧穿磁電阻TMR型MRAM28-31
• 3.3 TMR制備及表征31-33
• 3.4 隧道結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)33-36
• 3.5 小結(jié)36-38
• 第四章 n-Si/SiO_2-CoFe_2O_4/In阻變異質(zhì)結(jié)的研究38-50
• 4.1 前言38
• 4.2 n-Si/SiO_2-CoFe_2O_4/In異質(zhì)結(jié)的制備38-41
• 4.2.1 CoFe_2O_4靶材的制備38-40
• 4.2.2 CoFe_2O_4薄膜的制備40-41
• 4.3 CoFe_2O_4薄膜的性質(zhì)41-43
• 4.4 CoFe_2O_4的電阻開關(guān)特性43-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 總結(jié)與展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果57-58
• 致謝58-59

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