CrO₂在費(fèi)米面附近只有一種自旋取向的電子使其在自旋電子器件中有著廣泛的應(yīng)用前景。但CrO₂是熱力學(xué)亞穩(wěn)相,若想將其成功應(yīng)用到器件中仍有很多難題需要攻克。本論文主要通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來探究摻雜,空位和界面釘扎對CrO₂薄膜各項(xiàng)性能的影響,以便于其能夠更好地應(yīng)用到器件中。論文主要內(nèi)容如下:1、經(jīng)過多種不同N源的嘗試,我們發(fā)現(xiàn)在氮?dú)夥諊律L的薄膜其實(shí)是N摻雜的CrO₂薄膜。在氮?dú)夥諊?薄膜的生長區(qū)間大幅度擴(kuò)大（從20 K的制備區(qū)間擴(kuò)大到了110 K）。N濃度可以通過調(diào)控制備溫度或者輸運(yùn)氣體中O₂和N₂的比例而發(fā)生改變。N摻雜會降低CrO₂的磁矩,并且隨著N濃度的升高,磁矩顯著下降,而各項(xiàng)異性能和居里溫度卻明顯提高。2、在一定的溫度區(qū)間內(nèi),當(dāng)輸運(yùn)氣體是N₂或者Ar時(shí)可以制備CrO₂單晶薄膜。薄膜的表面粗糙度和晶粒取向的優(yōu)良可以通過調(diào)節(jié)輸運(yùn)氣體和制備溫度來實(shí)現(xiàn),同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)在N

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 自旋電子學(xué)
        1.1.1 巨磁電阻效應(yīng)
        1.1.2 隧穿磁電阻
    1.2 半金屬
    1.3 CrO_2的性質(zhì)
        1.3.1 CrO_2的物理性質(zhì)
        1.3.2 CrO_2的電子結(jié)構(gòu)和磁性性質(zhì)
    1.4 論文的選題背景和安排
第二章 薄膜的制備與表征方法以及理論計(jì)算
    2.1 化學(xué)氣相沉積法的裝置與原理
    2.2 樣品的表征
        2.2.1 X射線衍射儀
        2.2.2 X射線光電子能譜
        2.2.3 原子力顯微鏡
        2.2.4 振動樣品磁強(qiáng)計(jì)
第三章 N摻雜CrO_2薄膜的制備以及磁性研究
    3.1 引言
    3.2 N摻雜CrO_2薄膜的制備
    3.3 N摻雜CrO_2薄膜的測試和表征
        3.3.1 N摻雜CrO_2薄膜的物象表征
        3.3.2 N摻雜CrO_2薄膜的磁性分析
        3.3.3 N摻雜CrO_2薄膜的熱穩(wěn)定性研究
        3.3.4 N摻雜CrO_2薄膜的第一性原理計(jì)算
    3.4 本章小節(jié)
第四章 通過制備溫度和輸運(yùn)氣體調(diào)控CrO_2的性質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 薄膜的制備
    4.3 不同條件下制備的CrO_2薄膜的晶格結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分析
        4.3.1 不同條件制備的CrO_2薄膜的XRD表征
        4.3.2 溫度和輸運(yùn)氣體調(diào)控薄膜的質(zhì)量
    4.4 薄膜的磁性能
    4.5 薄膜的熱穩(wěn)定性
    4.6 本章小節(jié)
第五章 不同金紅石結(jié)構(gòu)基片對CrO_2薄膜的影響
    5.1 引言
    5.2 理論研究方法
    5.3 塊狀CrO_2、TiO_2、SnO_2和RuO_2的晶格常數(shù)和磁性能
    5.4 基片對CrO_2薄膜的電子結(jié)構(gòu)影響
        5.4.1 TiO_2基片
        5.4.2 SnO_2基片
        5.4.3 RuO_2基片
    5.5 CrO_2薄膜的各項(xiàng)異性能與基片以及應(yīng)力的關(guān)系
    5.6 本章小節(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3710554