本文選題：時(shí)間分辨磁光克爾效應(yīng) + 鈣鈦礦錳氧化物　； 參考：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)》2017年博士論文

【摘要】：信息科學(xué)的飛速發(fā)展對(duì)作為信息存儲(chǔ)介質(zhì)的磁性材料不斷提出更高的性能要求。在追求更快的讀寫速度這一動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下,研究磁性材料中磁矩在超快時(shí)間尺度上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律并實(shí)現(xiàn)對(duì)磁矩運(yùn)動(dòng)的更快速操控,始終是自旋電子學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題。使用飛秒超快脈沖激光可以激發(fā)磁性材料快速達(dá)到高度的非平衡狀態(tài)并發(fā)生超快退磁和磁矩進(jìn)動(dòng)等現(xiàn)象,而目前的理論對(duì)這些非平衡態(tài)行為的物理內(nèi)涵仍然缺乏系統(tǒng)深入的理解。因此,開展實(shí)驗(yàn)研究磁性材料由超快脈沖激光激發(fā)的非平衡態(tài)磁動(dòng)力學(xué)過(guò)程,在理論研究和實(shí)際應(yīng)用層面都具有重要的意義。另一方面,鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物擁有龐磁電阻等許多新穎奇特的物理特性,因而受到基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注,研究這類材料的光學(xué)、磁學(xué)以及氧空位效應(yīng)的影響等相關(guān)的各種物理特性,對(duì)于理解體系中復(fù)雜的多關(guān)聯(lián)電子行為以及提高此類材料的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值都具有重要意義。本論文的主要內(nèi)容為:1.基于磁光克爾效應(yīng)和泵浦-探測(cè)的實(shí)驗(yàn)原理,搭建了一套適用于研究鈣鈦礦氧化物材料的時(shí)間分辨磁光克爾效應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)。使用飛秒脈沖激光實(shí)現(xiàn)了百飛秒量級(jí)的時(shí)間分辨能力,借助平衡光橋偏振檢測(cè)以及鎖相放大探測(cè)等手段實(shí)現(xiàn)了對(duì)毫弧度量級(jí)的瞬時(shí)磁光克爾旋轉(zhuǎn)角的測(cè)量,在系統(tǒng)的搭建中解決了微弱信號(hào)測(cè)量以及脈沖信號(hào)展寬和排除泵浦信號(hào)干擾等問(wèn)題。還在該系統(tǒng)上通過(guò)測(cè)量半導(dǎo)體砷化鎵(Ga As)材料的超快光學(xué)自旋注入和弛豫效應(yīng)測(cè)試了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。2.利用激光分子束外延技術(shù),在單晶SrTiO_3襯底材料上通過(guò)控制生長(zhǎng)條件外延生長(zhǎng)了一系列的Sr元素?fù)诫sLa MnO_3薄膜材料以及Bi FeO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3異質(zhì)結(jié)構(gòu),X射線衍射(XRD)等結(jié)構(gòu)表征結(jié)果表明這些薄膜材料是具有良好異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的單晶薄膜。3.使用我們自主搭建的時(shí)間分辨磁光克爾效應(yīng)測(cè)量系統(tǒng),測(cè)量了La0.7Sr0.3MnO_3薄膜結(jié)構(gòu)中超快脈沖激光激發(fā)的自旋弛豫過(guò)程,觀察到了厚度較薄的La0.7Sr0.3MnO_3薄膜中的超快退磁以及磁矩自旋一致進(jìn)動(dòng)信號(hào),研究了磁場(chǎng)、溫度、光功率和偏振方向等條件對(duì)自旋進(jìn)動(dòng)行為的影響,推導(dǎo)了LSMO薄膜中存在面內(nèi)各向異性場(chǎng)時(shí)的自旋進(jìn)動(dòng)頻率表達(dá)式。另外,我們還詳細(xì)研究了Bi FeO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3/SrTiO_3多鐵性材料體系,首次觀察到了僅10nm厚的La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3層中受到Bi FeO_3覆蓋層調(diào)制的自旋一致進(jìn)動(dòng)效應(yīng),認(rèn)為這一行為是由Bi FeO_3覆蓋層改變La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3層中的磁各向異性場(chǎng)而造成的。4.研究了氧空位效應(yīng)對(duì)La_(1-x)Sr_xMnO_3薄膜性質(zhì)的影響,通過(guò)測(cè)量在臨界氧壓兩側(cè)生長(zhǎng)的不同Sr元素?fù)诫s濃度薄膜樣品的結(jié)構(gòu)、磁性和輸運(yùn)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)了氧空位的存在使La_(1-x)Sr_xMnO_3晶格常數(shù)增大,晶格膨脹,降低了薄膜的鐵磁-順磁居里轉(zhuǎn)變溫度以及在低溫時(shí)的飽和磁化強(qiáng)度,還影響了薄膜的磁電阻特性,我們認(rèn)為薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中氧空位的引入導(dǎo)致薄膜中Mn的雙交換作用受到抑制,使得磁性和輸運(yùn)特性出現(xiàn)退化,這些研究結(jié)果表明氧含量對(duì)LSMO外延薄膜磁性等物理性質(zhì)具有重要的影響。
[Abstract]:On the other hand , a series of novel and peculiar physical properties of the magnetic moments in the magnetic material are studied by means of the laser molecular beam epitaxy technology .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O482.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 詹文山;;自旋電子學(xué)研究與進(jìn)展[J];物理;2006年10期

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本文編號(hào)：1891852