论文部分内容阅读
交换偏置效应的产生原因主要是由于铁磁材料在界面处受到反铁磁材料的单向钉扎,具体表现为铁磁材料的磁滞回线相对于中心点在水平方向偏移。具有交换偏置效应的铁磁层在自旋电子学器件中充当参考层,是器件必不可少的组成部分。如何有效的调控器件中交换偏置效应的大小一直是自旋电子学领域研究的重点方向之一。在本论文中,我们基于全固态锂离子电容器结构研究电场驱动离子注入调控交换偏置效应。主要的研究内容包括:(1)选用Li CO2作为锂离子源,研究电场驱动Li离子注入对Co/Co3O4异质结中交换偏置效应的调控作用。由于锂离子的原子半径较小,在外电场的作用可以轻松渗透进入Co3O4薄膜。利用透射电子显微镜、Raman光谱的测试结果,得出Li离子嵌入-脱嵌可以对反铁磁Co3O4薄膜的微观结构和Co价态进行可逆调控,进而在Co3O4薄膜的奈尔温度(TN=40 K)以下调控了其反铁磁磁有序度。电场驱动Li离子注入对Co3O4薄膜的反铁磁磁有序度的调控导致了Co/Co3O4异质结中交换偏置效应的可逆和非易失性调控,并且在300次的循环后,调控还能保持很好的稳定性。(2)选取具有较高奈尔温度的反铁磁材料Ni O(TN=520 K),在室温下,研究电场驱动Li离子注入对Co/Ni O异质结中交换偏置效应的调控作用。研究发现,通过电场驱动Li注入到Ni O中,可以可逆和非易失性调控Co/Ni O异质结中交换偏置效应。并且在1000次的循环后,调控还能保持很好的稳定性。与Co/Co3O4系统相比,Co/Ni O异质结中交换偏置效应可以发生在室温下并且被注入的离子有效调控。本论文的研究结果不仅为电场可逆和非易失性调控交换偏置效应提供了新的途径,而且表明在全固态锂离子电容器结构中,基于锂化学反应,如插入,合金化和置换反应等,电场驱动离子的注入可以用来调节磁性材料的微观结构和磁性能。