整流磁电阻与垂直磁各向异性的电调控

发布时间：2025-07-26 11:27

　　在过去的50年,半导体微电子器件集薄膜制备和微加工技术之大成,通过持续降低器件尺寸的方式始终确保其芯片容量按照摩尔定律的预言发展。然而,器件尺度的降低并非是无限的。当器件的特征尺寸低于10 nm时,量子隧穿效应带来的高功耗问题严重阻碍了器件的小型化进程。与此同时,基于自旋相关散射的各向异性磁电阻、巨磁电阻、隧穿磁电阻等新物理效应的相继发现,硬盘驱动器(Hard disk drives,HDD)、磁随机存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)、高灵敏度磁传感器等新器件的深入开发研究,快速发展的超晶格制备和微纳加工技术,以及人们对强关联电子体系中新奇物理效应的深入理解,共同促进了新兴学科—自旋电子学的快速发展。与传统的半导体微电子学不同,自旋电子学还兼顾了电子的自旋属性,利用自旋输运过程中与局域磁矩的相关作用,革新信息存储和信息处理的方式,使得自旋电子器件在低功耗、高密度信息存储与处理方面具有显著的优势。在自旋电子学的研究中,磁电阻效应因为具有磁场可调控且容易被检测的特性,被广泛用在了信息存储以及磁传感器的设计上。在1988年之前,以霍尔效应和各向异性磁...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１自旋电子学的应用领域（图片来自日本应用物理学会网站）

１）??［１１?］；基于电荷－自旋－热电流的强相互作用延彳申出的自旋电子学分支－自旋卡诺电??子学（Ｓａｉｔｏｈ?等人，２００６）?［１２］；自旋轨道矩（Ｓｐｉｎ－ｏｒｂｉｔ?ｔｏｒｑｕｅ，?ＳＯＴ）?（Ｍａｎｃｈｏｎ??和Ｚｈａｎｇ，?２００９）?［１３］，随后２０１０年Ｍｉｒ....

图１－２磁性材料中的磁电阻效应以及应用领域

?第１章绪论???１．２磁电阻效应的研究现状??我们知道，自旋电子学中一个非常重要的应用领域是利用自旋存储信息，??设计自旋存储器件。作为信息读出的一种方式，磁电阻效应一直是自旋电子学??的研宄热点。图１－２概括了磁性材料中众多的磁电阻效应以及应用领域。磁电??阻通常是指磁场导致....

图１－３超晶格薄膜［Ｆｅ／Ｃｒ］，，的薄膜电阻与磁性层磁化状态的对应关系［ｉ］

?山东大学博士学术论文???１．２．１巨磁电阻效应??巨磁电阻效应是上世纪８０年代末由法国巴黎南部大学Ａｌｂｅｒｔ．Ｆｅｒｔ教授［１］??和德国Ｊｉｉｌｉｃｈ中心的Ｐｅｔｅｒ?Ｇｒｉｉｎｂｅｒｇ教授［２］分别独立在Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ的薄膜体系中??观测到的。图１－３显示了［Ｆｅ／Ｃ....

图１－５基于ＧＭＲ效应的（ａ）自旋阀结构；（ｂ）自旋阀ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／ＦｅＭｎ的磁电阻曲线??［５］；?（ｃ）和（ｄ）自旋阀在硬盘磁头上的应用

?山东大学博士学术论文???场下就可以实现翻转。自旋阀的磁电阻曲线如图１－５?（ｂ）所示。自旋阀的结构??很快备应用到了硬盘的磁头上，仅仅是在已有的硬盘上装上一片新的巨磁电阻??材料，就能使存储密度从一千兆比特增加至２０千兆比特。图１－５?（ｃ）显示了硬??盘中存储和读出信息的过....

本文编号：4058390