在高度集成化的電子產(chǎn)品中,半導(dǎo)體產(chǎn)品的組件尺寸是產(chǎn)品性能的保證,當(dāng)前的主流工藝已經(jīng)達(dá)到數(shù)個(gè)納米之內(nèi)。在納米尺寸材料中,電子之間的相互作用是一個(gè)十分普遍的現(xiàn)象。現(xiàn)在存在一個(gè)共識(shí),磁性來源于電子之間的相互耦合作用,但是我們很難將現(xiàn)有的磁性理論統(tǒng)一起來�，F(xiàn)有的磁學(xué)理論受到這樣一個(gè)事實(shí)的影響,即不同類型的磁性材料需要用不同的模型來描述^[1]。為了深入了解自旋相互耦合作用的物理圖像,我們首先會(huì)以Ni薄膜摻Cu的有限尺寸效應(yīng)^[2]研究自旋耦合相互作用^[3]范圍的變化。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件,利用已有的理論模型對(duì)Ni薄膜中摻Cu的自旋耦合作用范圍的變化進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)合金的自旋耦合范圍隨著Cu摻雜濃度的升高而變小,最后我們提出了電子的“磁平均自由程”受到Cu摻雜散射而降低所致的理論假設(shè)。隨著計(jì)算機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品的普及,對(duì)于計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力要求越來越高,傳統(tǒng)意義上的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）已經(jīng)難以滿足社會(huì)高速發(fā)展的需求,于是基于磁電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器-磁隨機(jī)存儲(chǔ)器（MRAM）被設(shè)計(jì)出來。在3d過度族金屬元素中,Co和Co的合金... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電鍍銅工藝原理

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文9換耦合作用強(qiáng)弱的外在表現(xiàn)[27]。電子間的交換作用越強(qiáng)，想要破壞極化作用就需要更高的熱量，外在表現(xiàn)就是具有高居里溫度。同樣自旋電子的交換作用越弱，則極化能力越弱，同時(shí)也就會(huì)表現(xiàn)出低居里溫度。居里溫度是磁性內(nèi)部自旋極化強(qiáng)弱的外在表現(xiàn)，鐵磁性材料隨著溫度升高磁化強(qiáng)度逐漸降低，而在高于居里點(diǎn)后鐵磁性將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判浴Ｔ诖判员∧さ暮穸戎饾u減小的過程中，具有不完整自旋耦合范圍的電子比重逐漸增大，其外在表現(xiàn)出居里溫度的下降。磁化強(qiáng)度M和溫度T的關(guān)系遵循居里外斯定律：TTcAM（1-2）其中TC為居里溫度，A為一與外部條件無關(guān)的常數(shù)稱為居里常數(shù)。磁性材料的尺寸變化（尤其是從二維到三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程）可以改變了內(nèi)部電子自旋相互耦合狀態(tài)，增大或者減少了自旋電子相互關(guān)聯(lián)的長度，再結(jié)合居里溫度對(duì)耦合強(qiáng)度的反應(yīng)，居里溫度和膜厚的Tc-t曲線在一定程度上可以反應(yīng)出磁性相從二維到三維轉(zhuǎn)變的特性。圖1.2厚度決定的鐵磁材料居里溫度變化[28]Fig.1.2curietemperaturechangeofferromagneticmaterialdeterminedbythickness[28]1993年，F(xiàn).Huang等人通過采用MBE和MOKE測試系統(tǒng)成功測量了Co和CoNi合金薄膜從2.5個(gè)原子層到16個(gè)原子層的居里溫度，并且繪制了居里溫度隨膜厚變化的曲線圖（1.2）[28]。從圖中發(fā)現(xiàn)，居里溫度隨著薄膜厚度的增大，在前期出現(xiàn)線性變化，后期出現(xiàn)冪函數(shù)規(guī)律變化，這種隨著厚度變化的函數(shù)規(guī)律變化在一定程度上與磁性相的變化相對(duì)應(yīng)。

第一章緒論101.2.4磁性薄膜的有限尺寸效應(yīng)模型1972年，F(xiàn)isher和他的團(tuán)隊(duì)連續(xù)發(fā)表了兩篇關(guān)于磁性薄膜厚度變化所表現(xiàn)的臨界現(xiàn)象理論研究，預(yù)測了當(dāng)磁性薄膜尺寸下降到了一定程度，磁性材料的臨界轉(zhuǎn)變溫度Tc會(huì)出現(xiàn)降低。磁性來源于電子間的自旋相互耦合作用，而電子之間的相互耦合是有范圍的，當(dāng)膜厚尺寸降到了自旋相互耦合范圍以內(nèi)就會(huì)引起的獨(dú)特臨界現(xiàn)象，而居里溫度Tc點(diǎn)的降低就是其外在表現(xiàn)[29][30]。在之后的實(shí)驗(yàn)科學(xué)探索中，部分磁性材料如Fe[31]、Co[32]、Ni[33]、Ga[34]等被研究和驗(yàn)證了這種理論。2001年，RenjunZhang和RoyF.Willis在磁性薄膜厚度決定居里溫度一文中，首次根據(jù)磁性材料的居里溫度隨厚度變化的尺寸效應(yīng)提出了“自旋包”的概念模型，在鎳和釓的膜厚和Tc關(guān)系圖中采用理論推導(dǎo)出了N0厚度大小，并提出了相關(guān)理論公式[3]。在他們后續(xù)的報(bào)道中又發(fā)現(xiàn)不同材料的自旋相互作用范圍N0是不同的，作者解釋為sp軌道上的巡游電子和d軌道上的定域電子之間的軌道雜化所致，但其所展示的磁性的長程機(jī)制十分引人關(guān)注。對(duì)于局域電子模型和巡游電子模型，通過對(duì)自旋電子間的交換作用范圍進(jìn)行研究可以讓我們進(jìn)一步了解巡游電子的作用。圖1.3自旋相互作用的自旋包模型示意圖[3]Fig.1.3schematicdiagramofthespinpackagemodelofthespininteraction[3]1.3磁性金屬薄膜的層間耦合效應(yīng)1.3.1RKKY交換作用模型對(duì)于3d鐵磁性金屬的磁性起源，巡游電子模型已經(jīng)可以很好地進(jìn)行解釋，但是在稀土金屬的磁有序狀態(tài)的解釋中遇到了阻礙。稀土金屬的外圍電子能級(jí)有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁控濺射鍍膜中工作氣壓對(duì)沉積速率的影響[J]. 王璘,余歐明,杭凌俠,趙保平,王忠厚.  真空. 2004(01)



本文編號(hào)：3018599