本文選題：一維結(jié)構(gòu) + 自組裝　； 參考：《東南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：最近十幾年以來,由于磁性一維(1D)納米材料具有一些特異的物理、化學(xué)性質(zhì),使得其在磁存儲(chǔ)器件、自旋電子器件方面具有極大的應(yīng)用潛力,同時(shí)磁性一維納米結(jié)構(gòu)易有序操縱,易建立理論模型具有重要的科學(xué)研究意義,已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。特別是一維磁性納米結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,先后開發(fā)出來了各種各樣的制備方法,例如自組裝方法、電子束或離子束刻蝕方法等。本論文以兩種一維磁性納米結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,一維緊縮的坡莫合金納米線和一維自組裝的Fe304顆粒鏈,分別在理論和實(shí)驗(yàn)上對(duì)其磁輸運(yùn)相關(guān)的性質(zhì),得到主要結(jié)果如下：1、針對(duì)自旋電子學(xué)中新效應(yīng)電流驅(qū)動(dòng)疇壁位移和彈道巨磁電阻效應(yīng)的研究背景,選擇坡莫合金構(gòu)成的納米緊縮器件為研究對(duì)象,研究了不同緊縮器件的自旋的分布和磁疇壁的形成條件。(1)通過電子束曝光的方法,采用2次曝光的技術(shù)成功地制備了漸變的緊縮的納米線器件。在規(guī)避了電子的近鄰作用,采用設(shè)計(jì)尺寸和曝光劑量達(dá)到了不同尺寸的納米點(diǎn)接觸寬點(diǎn)。(2)研究發(fā)現(xiàn)疇壁形成和點(diǎn)接觸寬度相關(guān),在80nmm的點(diǎn)接觸寬度下成功的觀察到緊縮的納米線點(diǎn)接觸處捕捉到的形態(tài)簡(jiǎn)單而尖銳的磁疇壁,當(dāng)寬度變?yōu)?60nm時(shí),點(diǎn)接觸處自旋呈現(xiàn)單疇結(jié)構(gòu)。(3)采用微磁學(xué)軟件,以尋找在突變的緊縮納米線中心產(chǎn)生磁疇壁的幾何尺寸為目標(biāo),研究了在緊縮納米線中心處形成的條件及其規(guī)律。為實(shí)驗(yàn)研究提供了指導(dǎo)。2、在KNO3氧化Fe(OH)2凝膠的法制備的過程中,通過外加合成誘導(dǎo)磁場(chǎng)我們成功實(shí)現(xiàn)了Fe304鏈狀結(jié)構(gòu)在磁場(chǎng)誘導(dǎo)下的自組裝,通過調(diào)節(jié)外磁場(chǎng)的強(qiáng)度和添加乙二醇實(shí)現(xiàn)了不同長(zhǎng)徑比的調(diào)控。借助外加排列磁場(chǎng)的誘導(dǎo)成功地將顆粒鏈在硅片上有序的排列。對(duì)顆粒鏈的結(jié)構(gòu)和磁性的系統(tǒng)研究的結(jié)果如下：(1)結(jié)合XRD和Raman測(cè)量結(jié)果,確定樣品是純相的Fe3O4,通過磁滯回線對(duì)一維Fe3O4顆粒鏈進(jìn)行了磁性研究,顯示了一維Fe3O4顆粒鏈具有明顯的形狀磁各向異性,并且顆粒鏈的形狀磁各向異性隨著合成磁場(chǎng)的增加而增大。由XMCD測(cè)量,發(fā)現(xiàn)B位上的Fe2+和Fe3+的比例隨著誘導(dǎo)磁場(chǎng)的變化而發(fā)生變化。推測(cè)原因可能是外加的合成磁場(chǎng)的影響。(2)首次成功制備了單根一維Fe304顆粒鏈器件,并對(duì)其輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)電流在210μA處有大幅度的電阻突變,電阻率從1.29×10-4Ωm變到0.96×10-4Ωm,我們認(rèn)為是顆粒間形成的疇壁,當(dāng)電流推動(dòng)了疇壁的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的自旋角動(dòng)量轉(zhuǎn)移所致。同步輻射XPEEM對(duì)磁疇的測(cè)量以及微磁學(xué)模擬成功的證明了我們的推斷。(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)顆粒鏈中顆粒間磁化方向不同并交錯(cuò)分布,在有些磁化方向相反的顆粒接觸處存在疇壁,疇壁的位置具有不確定性。當(dāng)顆粒鏈并排距離很近時(shí)存在磁相互作用導(dǎo)致并排的兩個(gè)顆粒自旋相反。(4)我們對(duì)Fe304單磁性球顆粒鏈和雙排磁性球顆粒鏈分別在零磁場(chǎng)以及剩磁狀態(tài)下磁矩分布進(jìn)行了計(jì)算,并統(tǒng)計(jì)了每種情況下疇壁出現(xiàn)率。證實(shí)了疇壁會(huì)出現(xiàn)在兩顆粒接觸的位置,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出了較為成功的擬合。
[Abstract]:Because of the specific physical and chemical properties of magnetic one-dimensional (1D) nanomaterials in the last decade, it has great potential in magnetic storage devices and spintronic devices. At the same time, magnetic one-dimensional nanostructures are easily manipulated and easy to establish a theoretical model. In particular, one dimensional magnetic nanostructure related technology has developed rapidly, and a variety of preparation methods have been developed, such as self assembly, electron beam or ion beam etching. Two one-dimensional magnetic nanostructures are used as research objects, one dimensional compact permalloy nanowires and one dimensional self-assembly. The main results are as follows: 1. 1, for the research background of the domain wall displacement and the ballistic giant magnetoresistance effect of the new effect current driving in spintronics, the nano austerity components made up of permalloy are selected as the research object, and the self constrictive devices are studied. The distribution of the spin and the forming conditions of the magnetic domain wall. (1) by the method of electron beam exposure, the tapered nanowire devices are successfully prepared by 2 exposure techniques. The contact width of different sizes of nanowires is achieved by the design dimension and exposure dose. (2) the study of domain wall formation and points has been found. The contact width is related, and at the point contact width of the 80nmm, the simple and sharp magnetic domain wall captured by the compact nanowire contact is observed. When the width becomes 260nm, the spin of the point contact presents a single domain structure. (3) the micromagnetic software is used to find the geometric ruler of the magnetic domain wall at the center of the abrupt compact nanowire. As a target, the conditions and laws of the compact nanowire center are studied. The experimental research provides guidance.2. During the preparation of the KNO3 oxidation Fe (OH) 2 gel, we successfully realized the self-assembly of the Fe304 chain structure under the magnetic field by adding the induction magnetic field, by adjusting the intensity and addition of the external magnetic field. Ethylene glycol realized the regulation of different length to diameter ratio. The structure and magnetic properties of particle chains were studied in order by the induction of magnetic field. The results of the structure and magnetic properties of the particle chain are as follows: (1) it is determined that the sample is the Fe3O4 of pure phase with the results of XRD and Raman, and the one-dimensional Fe3O4 particle chain is carried out by the hysteresis loop. The magnetic anisotropy of the one-dimensional Fe3O4 particle chain has obvious shape and magnetic anisotropy, and the shape and magnetic anisotropy of the particle chain increases with the increase of the synthetic magnetic field. The proportion of Fe2+ and Fe3+ on the B position changes with the change of the induced magnetic field. The reason may be the addition of the synthetic magnetic field. (2) a single one-dimensional Fe304 particle chain device was successfully prepared for the first time and its transport properties were studied. It was found that the current has a large amplitude resistance mutation at 210 Mu and the resistivity changes from 1.29 x 10-4 Omega m to 0.96 x 10-4 Omega m. We think it is a domain wall formed between particles, when the electric current drives the spin angular momentum transfer caused by the motion of the domain wall. It is caused by the measurement of magnetic domain and the success of the micromagnetic simulation of XPEEM. (3) the experiment found that the direction of magnetization between particles in the particle chain is different and interlaced, and there is domain wall in the contact of some particles with opposite direction of magnetization, and the position of the domain wall is uncertain. The magnetic interaction leads to the opposite two particles spin in parallel. (4) we calculate the magnetic moment distribution of the Fe304 single magnetic particle chain and the double row magnetic ball particle chain in the zero magnetic field and the remanence state respectively, and statistics the appearance rate of the domain wall in each case. It is proved that the domain wall will appear in the position of the two particle contact and the experimental results. A more successful fitting is made.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：1912445