磁性半导体CrTe1+x块体及颗粒膜的电磁性质研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:serene_he
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自旋电子学是当今凝聚态物理信息科学及新材料等诸多领域共同关注的研究热点,它主要研究与电子的电荷和自旋密切相关的过程,由于其引导出的全新的信息处理和存储模式大大提升了信息处理的能力而具有非常广阔的应用前景。为实现自旋电子器件,首先需要在材料中产生自旋极化电流,产生自旋极化电流的方案有很多种,利用磁性半导体注入自旋极化电流就是其中主要方案之一,因此磁性半导体倍受人们关注,成为自旋电子学领域中的研究热点。CrTe的居里温度高于室温,具有磁阻效应,磁各向异性,半金属性等很多值得研究的性质。本文中采用高温固相法制备CrTe1+x靶材、电子束蒸发制备CrTe1+x颗粒膜,结合样品的结构、形貌及电磁性能,对样品的低温磁阻效应和铁磁性及其产生的原因进行了初步的探讨和分析。主要结论有:   (1) XRD粉末衍射研究表明合成出来的CrTe1+x(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)块体主相是CrTe,x=0.4样品有少量的TeO2存在。电运输性质研究表明样品电阻随着温度的升高而下降,为半导体导电机制。Te含量x=0.1,0.2,0.3样品在低温阶段加场后电阻变小,x=0和x=0.4样品加场后电阻变大。在温度10K以及温度300K时饱和磁化强度随着x值的变化显示一个先减小后增大再减小的一个过程。由热磁曲线可以得到样品的居里温度分别为340K(x=0),350K(x=0.1),280K(x=0.2),350K(x=0.3),330K(x=0.4)。   (2)利用电子束蒸发设备制备了CrTe颗粒膜,通过SEM和EDS能谱分析仪检测表明厚度250nm薄膜为Te的纳米颗粒膜,颗粒尺寸为50nm左右,329nm薄膜主要成分是Te和CrTe的复合颗粒膜。主要原因是Te和Cr的蒸发熔点不同,导致Te先于Cr蒸发沉积在玻璃基底上。电输运性质表明在低温下两种颗粒膜都具有磁阻效应,厚度250nm薄膜磁阻是由于洛伦兹力引起的正常磁阻效应,329nm颗粒膜负的磁阻是由隧穿电阻引起的,电输运机制拟合表明两种薄膜的导电机制都是变程跃迁导电。
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