巨磁電阻材料的性質(zhì)和應(yīng)用研究現(xiàn)狀共61頁課件

1、巨磁電阻材料的性質(zhì)和應(yīng)用研究現(xiàn)狀16、云無心以出岫，鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌，斑白歡游詣。18、福不虛至，禍不易來。19、久在樊籠里，復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林，池魚思故淵。巨磁電阻材料的性質(zhì)和應(yīng)用研究現(xiàn)狀巨磁電阻材料的性質(zhì)和應(yīng)用研究現(xiàn)狀16、云無心以出岫，鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌，斑白歡游詣。18、福不虛至，禍不易來。19、久在樊籠里，復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林，池魚思故淵。巨磁電阻材料的性質(zhì)與應(yīng)用研究現(xiàn)狀目錄一、磁電阻及巨磁電阻簡介二、GRM材料的要求及種類三、巨磁電阻的應(yīng)用四、展望巨磁電阻材料的性質(zhì)與應(yīng)用研究現(xiàn)狀目錄一、磁電阻及巨磁電阻簡介二、GRM材料的要求及種類三、巨

2、磁電阻的應(yīng)用四、展望磁電阻及巨磁電阻簡介許多導(dǎo)體材料的電阻是受外加磁場影響的,這種磁場改變引起導(dǎo)體電阻率變化的現(xiàn)象被稱為磁電阻( Magnetoresistance,MR效應(yīng)。表征磁電阻效應(yīng)大小的物理量為磁阻比(MR比,其定義如下MR=R(H)-R(O Pu-PoR(0)其中,p-磁場下的電阻率;p-零磁場下的電阻率。磁電阻效應(yīng)的產(chǎn)生有不同的物理機(jī)制,按不同的物理機(jī)制可作如下分類:正常磁電阻效應(yīng)、各向異性磁電阻效應(yīng)、巨磁電阻效應(yīng)、龐磁電阻效應(yīng)等。1)正常磁電阻( Ordinary Magnetoresistance,OMR)效應(yīng)。普遍存在于所有金屬中,它的產(chǎn)生機(jī)制是傳導(dǎo)電子受到磁場的洛侖茲力的

3、作用而產(chǎn)生螺旋運(yùn)動,從而使材料的電阻升高。實(shí)際中大部分材料的OMR都比較小沒有實(shí)用價值。2)各向異性磁電阻( Anisotropic magnetoresistance,AMR)效應(yīng)。存在于鐵磁金屬及其合金材料中,電阻率隨電流和磁化強(qiáng)度的相對取向而不同。鐵磁金屬的AMR在室溫下可以達(dá)到23%,由于一些磁性材料的磁矩可以用很小的磁場來翻轉(zhuǎn),所以有比較高的靈敏度。AMR效應(yīng)已經(jīng)有了很多的應(yīng)用,比如90年代初期計(jì)算機(jī)讀出磁頭以及各種高靈敏度的磁場傳感。3)巨磁電阻( Giant Magnetoresistance,GMR)效應(yīng)。主要存在于磁性多層膜和顆粒膜等材料中的與電子自旋相關(guān)的磁電阻中4)龐磁電

4、阻( Colossal magnetoresistance,CMR)效應(yīng)。具有超大磁電阻效應(yīng),磁電阻變化達(dá)到幾百甚至上千。存在于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的R1- A tO3氧化物、雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的Sr2 FeMoo6、燒綠石結(jié)構(gòu)的鉈錳氧化物、尖晶石結(jié)構(gòu)的硫?qū)倩衔?甚至一些變價稀土的二元硫化物或是它們的摻雜衍生物等。巨磁電阻大事記口1986年,德國于利希研究中心物理學(xué)家彼得格倫貝格爾( PeterGrunberg)在FeCr/Fe三明治結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn),在Cr層厚度合適時,兩Fe層之間存在反鐵磁耦合作用口1988年,法國巴黎大學(xué)的阿爾貝,費(fèi)爾( Alter fert)教授研究小組,采用分子束外延法首先在reCr多層

5、膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng),磁電阻變化量超過了50%,在國際上引起了很大的反響?？?990年,IBM公司的斯圖爾特帕金( S.P. Parkin)等人做出了突出貢獻(xiàn)。首先,他們采用簡單,快速的磁控濺射方法來制備GMR多層薄膜結(jié)構(gòu),大大縮短了制備時間。其次,首次報道了除鐵-鉻超晶格,還有鈷-釕和鈷-鉻超晶格也具有巨磁電阻效應(yīng)口1997年,BM公司研制出巨磁電阻效應(yīng)的讀出磁頭,將磁盤記錄密度一下子提高了17倍,達(dá)到5 Gbit /in2a口207年,瑞典皇家科學(xué)院宣布將當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎授予法國科學(xué)家阿爾貝費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得格倫貝格爾以表彰他們發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應(yīng)。費(fèi)爾1938年3月出生于法國南

6、部小城卡爾卡索納,1970年在南巴黎大學(xué)獲博士學(xué)位,1976年開始擔(dān)任南巴黎大學(xué)教授。自1995年以來,費(fèi)爾還一直擔(dān)任法國國家科研中心與法國泰雷茲集團(tuán)組建的聯(lián)合物理實(shí)驗(yàn)室科學(xué)主管。費(fèi)爾于2004年當(dāng)選法國科學(xué)院院士。格林貝格爾1939年出生于比爾森,1969年在達(dá)姆施塔特技術(shù)大學(xué)獲博士學(xué)位,1972年開始擔(dān)任德國尤利希研究中心教授。2004年退休。他的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識比較強(qiáng)。格林貝格爾為此還申請了專利1T硬盤世界上第一臺計(jì)算機(jī)“你的計(jì)算機(jī)硬盤存儲能力有多大,他們的貢獻(xiàn)就有多大”GRM材料的要求及種類為了滿足應(yīng)用的要求,對GMR材料的主要要求是1、高的室溫GMR效應(yīng),即由外加磁場引起的室溫電阻變

7、化率高;2、低的工作磁場,即在較低的外加磁場強(qiáng)度下得到高的MR3、高的穩(wěn)定性,即環(huán)境條件(溫度、濕度、振動等)變化時,MR的變化要盡量小就目前研究熱點(diǎn)的幾類GMR材料,可以說是各有特點(diǎn)。已發(fā)現(xiàn)具有GMR效應(yīng)的材料主要有多層膜、自旋閥、納米顆粒膜、磁性隧道結(jié)、非連續(xù)多層膜氧化物陶瓷、熔淬薄帶等。多層膜各種鐵磁層(Fe、Ni、Co及其合金)和非磁層(包括3d、4d、以及5d非磁金屬)交替生長而構(gòu)成的磁性多層膜,大多都具有GRM效應(yīng),其中尤以多晶(Co/Cu)多層膜的磁電阻效應(yīng)最為突出。室溫、1磁場下GMR值為70%,遠(yuǎn)大于多晶(Fe/Cr)。目前最常用的制備金屬多層膜的方法主要由濺射、蒸發(fā)和分子束外延,非磁性層磁性層圖1多層膜示意圖Fig. I The structure of multilayer films謝謝！21、要知道對好事的稱頌過于夸大，也會招來人們的反感輕蔑和嫉妒。培根22、業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨。韓愈23、一切節(jié)省，歸根到底都?xì)w結(jié)為時