自旋界面态形成机理的理论研究

发布时间：2025-06-24 02:36

　　在分子自旋电子学中,电极与分子间原子尺度可控的界面被称作自旋界面,经过特殊设计的自旋界面可以控制电极向分子的自旋注入。本论文基于密度泛函理论的第一性原理计算,探讨自旋界面处杂化界面态的形成机理,研究了几种典型分子与不同铁磁电极表面相互作用带来的影响,以及分子与氧化的电极表面的界面态性质。主要研究内容如下:目前,关于分子与铁磁金属相互作用的杂化界面态研究,多数认为杂化界面态是由分子的面外轨道（π轨道）和金属的轨道耦合贡献,即没有考虑到分子的面内轨道（σ轨道）对杂化界面态的影响。直至2016年,研究者通过自旋分辨光电子谱测量证明了仅含σ键的烷烃链状分子吸附在铁磁金属表面时,也能形成高自旋杂化界面态,此工作直接表明了研究分子的面内轨道对自旋界面的重要性。因此,结合目前已有的实验结果,我们分析了正戊烷（C₅H₁2）、邻二氮杂菲（1,10-phenanthroline,C₁2N₂H₈）和富勒烯C₆0吸附在bcc-Fe（001）以及fcc-Co（111）衬底表面的自旋界...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1外加磁场对自旋电子器件电阻大小的影响

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-2-进一步的理论和实验工作提供理论指导。1.2自旋电子学1922年，奥托·斯特恩和沃尔特·格拉赫完成了著名的斯特恩-格拉赫实验，首次证实了磁场中原子取向的量子化。1925年，G.Ullenbeck和S.Guzmitt提出了电子自旋假说，并成功地解释....

图1-2GMR测量（最高可达40％的低温巨磁电阻效应）[40]

μ乇鹎俊５?牵?捎诟鞒氲拇呕?较蚝痛笮〔煌??鞒胫?涞拇判韵嗷?抵消，未磁化铁磁体的净磁矩和磁化矢量均为零，铁磁体整体表现无磁性。(1)巨磁电阻（giantmagnetoresistance，GMR）一般情况下，材料的电阻率在外加磁场中仅略有下降。但是对于某些磁性材料而言，其在有....

图1-3两铁磁子带之间的隧穿过程[48]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-4-当磁场作用于某一材料时，该材料的电阻值发生剧烈的变化，例如：绝缘体变导体，这就是典型的GMR效应。在一定条件下，这样的材料电阻率的降低比普通磁性金属和合金降低的电阻率可高10倍左右。1988年，法国科学家菲尔和德国科学家格林伯格各自发现了巨磁阻....

图1-4吸附过程[27]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-7-和反键轨道的新杂化界面态，从而不仅改变界面附近分子一侧的性质，还改变界面附近铁磁表面一侧的性质，包括表面原子的磁矩、磁交换相互作用以及表面的磁各向异性等等[83-85]。图1-4吸附过程[27]a)物理吸附b)化学吸附根据界面态的特点，又可将化....

本文编号：4052368