自旋軌道力矩效應(yīng)憑借其集成密度高、讀取速度快、能耗低等特點,已經(jīng)成為了自旋電子學的研究熱點,而利用自旋流替代磁場實現(xiàn)對磁矩的操控是自旋電子學實用化的關(guān)鍵。掌握自旋軌道力矩效應(yīng)的物理機制以及調(diào)控翻轉(zhuǎn)電流和自旋軌道力矩效應(yīng)誘導的有效場,同時構(gòu)建起電流和熱流之間的關(guān)聯(lián)實現(xiàn)多自由度的耦合,是自旋軌道力矩效應(yīng)發(fā)展的關(guān)鍵科學問題。本論文圍繞以上問題,在Pt/Co/Pt和Fe Co/Cu/Fe Ni異質(zhì)結(jié)中分別開展了自旋軌道力矩溫度特性以及電輸運和熱輸運關(guān)聯(lián)性等方面的研究,取得的主要結(jié)論如下:1、基于鐵磁性金屬/非磁性重金屬異質(zhì)結(jié)的自由能,分別闡述了在面外和面內(nèi)磁化體系中,自旋軌道力矩誘導的有效場的計算方法,為自旋軌道力矩的測試提供了理論基礎(chǔ)。2、基于諧波霍爾電壓測試方法,系統(tǒng)地研究了Pt/Co/Pt垂直磁化異質(zhì)結(jié)中自旋軌道力矩的溫度特性。相比于不對稱結(jié)構(gòu),由于對稱的Pt/Co界面的引入,damping-like力矩明顯受溫度調(diào)制。當異質(zhì)結(jié)溫度從50 K升高到300 K時,damping-like力矩從3.7×10-6 Oe/(A·cm-2)增加到了4.8×10-6 Oe/(A·cm-2),同時在3...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 自旋電子學
        1.1.1 磁電阻效應(yīng)
        1.1.2 自旋對磁矩的調(diào)控
        1.1.3 自旋流的研究與發(fā)展
    1.2 電場驅(qū)動的自旋輸運
        1.2.1 自旋-軌道耦合效應(yīng)
        1.2.2 自旋霍爾效應(yīng)
        1.2.3 自旋軌道力矩效應(yīng)
    1.3 熱場驅(qū)動的自旋輸運
        1.3.1 自旋相關(guān)的塞貝克效應(yīng)
        1.3.2 自旋塞貝克效應(yīng)
    1.4 本論文的研究內(nèi)容
第二章 樣品制備與物性測量
    2.1 器件的制備
        2.1.1 磁控濺射
        2.1.2 光刻技術(shù)
    2.2 樣品的表征
        2.2.1 薄膜厚度表征
        2.2.2 薄膜磁性表征
    2.3 磁輸運性質(zhì)測量
        2.3.1 磁電輸運測量系統(tǒng)
        2.3.2 磁熱輸運性質(zhì)表征
第三章 基于自旋軌道力矩效應(yīng)的磁輸運理論
    3.1 自旋軌道力矩效應(yīng)誘導的有效場對磁矩方向的調(diào)制
    3.2 諧波霍爾電壓的表達式
    3.3 自旋軌道力矩效應(yīng)誘導的有效場的表達式
        3.3.1 垂直磁化體系
        3.3.2 面內(nèi)磁化體系
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Pt/Co/Pt多層膜中自旋軌道力矩的溫度特性研究
    4.1 引言
    4.2 樣品制備及電輸運特性
    4.3 Damping-like和field-like有效場的測量
    4.4 焦耳熱對有效場測量的影響分析
    4.5 自旋軌道力矩的溫度特性及其相關(guān)機制的討論
    4.6 本章小結(jié)
第五章 FeCo/Cu/Ni₈₀Fe₂₀自旋閥中電輸運和熱輸運的溫度特性研究
    5.1 引言
    5.2 樣品制備及表征
    5.3 磁電阻和磁熱電功率效應(yīng)的測量
    5.4 溫度梯度的校準
    5.5 自旋相關(guān)電輸運和熱輸運的溫度特性及其相關(guān)機制的討論
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
碩士期間的研究成果
致謝



本文編號：3799700