自旋電子學(xué)研究對固體中自旋自由度的有效控制和操縱,如金屬和半導(dǎo)體中的自旋極化、自旋動(dòng)力學(xué)、自旋輸運(yùn)和自旋檢測等。由于它在信息存儲(chǔ)方面的重大應(yīng)用前景,受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。近年來,純自旋流的產(chǎn)生、輸運(yùn)和探測的研究在自旋電子學(xué)領(lǐng)域受到研究人員的廣泛關(guān)注。自旋泵浦效應(yīng)與逆自旋霍爾效應(yīng)分別作為產(chǎn)生與探測純自旋流的重要手段被大家廣泛應(yīng)用。許多實(shí)驗(yàn)組利用這兩種效應(yīng)來測定重金屬、半導(dǎo)體、拓?fù)浣^緣體甚至有機(jī)導(dǎo)電高分子等不同材料的自旋霍爾角。鐵磁絕緣體釔鐵石榴石(YIG),是一種研究自旋相關(guān)效應(yīng)的理想材料,它被廣發(fā)應(yīng)用于自旋泵浦效應(yīng)、自旋塞貝克效應(yīng)、自旋霍爾磁電阻和自旋波的研究。本畢業(yè)論文中,我們利用激光分子束外延生長了高質(zhì)量的YIG薄膜,并仔細(xì)研究了 YIG和Pt以及YIG和有機(jī)導(dǎo)電高分子PEDOT:PSS這兩個(gè)雙層膜體系在磁共振時(shí)的直流電壓來源。我們還研究了自旋波引起的的自旋泵浦效應(yīng)和YIG/Pt的界面性質(zhì)。本論文的主要研究內(nèi)容包括:1、我們通過實(shí)驗(yàn)和理論仔細(xì)研究了 YIG和Pt雙層膜體系在鐵磁共振時(shí)產(chǎn)生的直流電壓信號。這個(gè)體系中由自旋泵浦效應(yīng)和逆自旋霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的直流電壓信號關(guān)于外加磁場只... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論和理論基礎(chǔ)
    1.1 自旋電子學(xué)簡介
    1.2 自旋霍爾效應(yīng)
        1.2.1 自旋-軌道耦合作用
        1.2.2 自旋霍爾效應(yīng)與逆自旋霍爾效應(yīng)
        1.2.3 自旋霍爾效應(yīng)的物理機(jī)制
    1.3 自旋泵浦效應(yīng)
        1.3.1 鐵磁共振
        1.3.2 自旋泵浦效應(yīng)
        1.3.3 自旋整流效應(yīng)
    1.4 自旋波
        1.4.1 鐵磁自旋波理論
        1.4.2 靜磁波
        1.4.3 自旋波的激發(fā)與探測
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法
    2.1 YIG薄膜的制備
        2.1.1 釔鐵石榴石YIG簡介
        2.1.2 脈沖激光沉積生長YIG薄膜
    2.2 YIG薄膜的表征
        2.2.1 XRD和AFM表征
        2.2.2 薄膜磁性的測量
        2.2.3 FMR測量共振線寬
    2.3 自旋泵浦效應(yīng)和自旋波測量系統(tǒng)
    參考文獻(xiàn)
第三章 YIG/Pt的自旋整流與自旋泵浦效應(yīng)
    3.1 引言
    3.2 自旋霍爾磁電阻引起的整流效應(yīng)
        3.2.1 自旋泵浦效應(yīng)測量中的反對稱信號
        3.2.2 YIG/Pt的自旋霍爾磁電阻
        3.2.3 自旋霍爾磁電阻引起的整流效應(yīng)—理論部分
        3.2.4 自旋霍爾磁電阻引起的整流效應(yīng)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.3 自旋整流與自旋泵浦效應(yīng)的區(qū)分
    3.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 YIG/PEDOT:PSS中自旋波傳熱引起的塞貝克效應(yīng)
    4.1 引言
    4.2 YIG/PEDOT:PSS磁共振時(shí)的電壓信號
    4.3 自旋霍爾效應(yīng)機(jī)制的排除
2層的對照實(shí)驗(yàn)">        4.3.1 中間插入SiO₂層的對照實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 改變自旋流方向的對照實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 時(shí)間響應(yīng)的對照實(shí)驗(yàn)
    4.4 電壓信號的來源——自旋波傳熱引起的塞貝克效應(yīng)
        4.4.1 靜磁表面波的傳熱效應(yīng)
        4.4.2 YIG中自旋波傳熱導(dǎo)致的溫度梯度的測量
        4.4.3 PEDOT:PSS塞貝克系數(shù)的測量
    4.5 自旋波傳熱效應(yīng)的抑制
    4.6 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 YIG中自旋波的自旋泵浦效應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 自旋波引起的自旋泵浦效應(yīng)的測量
    5.3 偶極-交換自旋波的色散關(guān)系
    5.4 自旋波的邊界條件與駐波
    5.5 自旋波駐波模式的區(qū)分
    5.6 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 YIG/Pt界面性質(zhì)的研究
    6.1 引言
    6.2 生長Pt對YIG界面磁性的影響
    6.3 YIG/Pt界面磁性下降的機(jī)制
    6.4 界面磁性下降對自旋混合電導(dǎo)的影響
    6.5 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
博士期間發(fā)表論文
致謝



本文編號：2919675